universidade federal do rio grande do norte … · 1 introduÇÃo a problemática acerca de...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE

ENGENHARIA CIVIL

CIRO GUILHERME FARIAS DE OLIVEIRA

ANÁLISE DA INTERSEÇÃO SEMAFORIZADA EM NÍVEL ENTRE AS AVENIDAS PREFEITO OMAR

O’GRADY E GOVERNADOR TARCÍSIO MAIA EM NATAL/RN

Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade

Artigo Científico, submetido ao Departamento

de Engenharia Civil da Universidade Federal do

Rio Grande do Norte como parte dos requisitos

necessários para a obtenção do Título de

Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Enilson Medeiros do

Santos.

PUBLICAÇÃO: DEC -

NATAL/RN, 18 DE MAIO DE 2016

DEDICATÓRIA

Aos meus pais, Jair e Conceição, a

quem dedico as conquistas de hoje e as de

amanhã.

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente aos meus pais, Conceição e Jair, meus maiores exemplos de

dedicação e honestidade. Sempre me apoiando em minhas escolhas, vocês são responsáveis

diretos do meu sucesso.

Aos meus irmãos, Catarina e Jair Filho, que estiveram sempre presentes em minha vida.

Obrigado pelos conselhos, diálogos, ensinamentos e pela verdadeira amizade que

construímos ao longo desses anos.

Ao Professor Enilson, que nos últimos meses transferiu, através de aulas e reuniões,

conhecimentos muito além da Engenharia de Transportes, um verdadeiro estimulador do

pensamento holístico na identificação de um problema, e do pensamento objetivo para sua

solução.

A todos os professores do Departamento de Engenharia Civil, em especial a Professora Lúcia

Rejane, por todos os momentos que recorri a ela para esclarecer dúvidas ou pedir favores e

conselhos, por ter tornado possível a disponibilização do material da STTU, e por sempre me

atender com a mais sincera solicitude e competência.

A Mariana Moreira, que além de ter estado ao meu lado me auxiliando na cronometragem

dos tempos enquanto eu dirigia e corrigindo/revisando meu texto, foi a voz que me orientou

diversas vezes, da maneira mais serena possível, a ter paciência nos momentos mais

turbulentos.

A Andressa Dantas, pelo tratamento gráfico das imagens deste material. Gratidão.

Aos colegas do curso, em especial a Emili Rolim, Gabriella Porcino e Rute Dantas, que

compartilharam comigo tantos sentimentos nos últimos anos, os tristes e alegres, os de

desespero e tranquilidade, os sérios e os de descontração, sempre presentes na minha vida.

Aos demais amigos e familiares, que contribuem diariamente na construção do que sou, seja

com palavras ou atitudes, despertando em mim profundo respeito e admiração por todos

vocês.

7

Resumo

As interseções semaforizadas representam um notável papel para o bom desempenho do

tráfego urbano. Através de métodos preconizados pelo Highway Capacity Manual (TRB,

2000), este trabalho apresenta um diagnóstico atual de uma importante interseção em Natal-

RN, e sugere alternativas a serem implantadas a fim de determinar a ocorrência de redução

do atraso médio (e consequente melhoria do Nível de Serviço do cruzamento) através de

metodologia do HCM e do software de microssimulação VISSIM 8®.

Palavras-chave: Redução de atraso médio. Interseção semaforizada. Programação semafórica.

Microssimulação.

Abstract

The signallized intersections represent a remarkable element to conduct an efficient operation

in an urban traffic. Through recommended methods by Highway Capacity Manual (TRB,

2000), this work presents a diagnosis of an important intersection in Natal-RN and suggests

alternatives to be implanted to determine if there was reduction of average delay (and

consequent improvement in Level of Service) using HCM methodology and microsimulation

software VISSIM 8®.

Keywords: Reducing average delay. Signallized intersections. Signal timing. Microsimulation.

1 INTRODUÇÃO

A problemática acerca de recorrentes congestionamentos em centros urbanos vem

assumindo um papel importante no processo de planejamento das cidades. O aumento da

demanda veicular, as dificuldades inerentes ao processo de ampliação da infraestrutura viária

e a precariedade da rede de transporte coletivo são alguns dos fatores que contribuem com o

aumento de filas de veículos diariamente nas grandes cidades.

Um dos elementos da infraestrutura viária que se destaca quanto à presença de

congestionamentos em meio urbano são as interseções semaforizadas. Embora a formação de

filas aconteça nas vias, são as interseções que chegam à saturação mais frequentemente, uma

vez que as vias em fluxo contínuo fornecem bons níveis de serviço.

Com a mobilidade corrompida, é papel do profissional de trânsito propor soluções

que restaurem a interseção à sua condição de projeto (ideal) com relativa eficiência

operacional e econômica, ou seja, que apresente bons resultados e tenha redução de custos e

tempo de implantação. Dentre as possíveis soluções comumente empregadas, temos a

ampliação da infraestrutura, através de construção de túneis e viadutos, a implantação de

rotatórias e a reprogramação semafórica.

8

Este trabalho realizará um diagnóstico da condição atual de uma interseção

semaforizada em nível na cidade de Natal, Rio Grande do Norte, e irá propor a reprogramação

do tempo de ciclo e a redução de um dos estágios de movimento a partir da proibição da

conversão à esquerda.

2 REFERENCIAL TEÓRICO

Segundo o Manual de Projeto de Interseções do Departamento Nacional de

Infraestrutura e Transportes (DNIT), entende-se por interseção como sendo a “confluência,

entroncamento ou cruzamento de duas ou mais vias”. As interseções são classificadas

globalmente em função do plano em que acontece o encontro das vias, isto é, em Nível ou

em Níveis Diferentes.

Das interseções em nível em zonas urbanas, para baixos volumes de tráfego, é comum

que o fluxo se oriente seguindo as normas gerais de circulação1 aliadas a sinalizações

verticais e horizontais. Neste caso, segundo BEZERRA (2007), a solução de não se utilizar

semáforos torna-se adequada quanto ao desempenho operacional, levando em conta,

principalmente, a segurança, demora, necessidade de parada e capacidade.

Quando o volume de tráfego aumenta, a interseção começa a apresentar problemas,

tais quais o crescimento do número de acidentes, formação de filas e dificuldade para os

pedestres ao atravessar a via. Estes problemas, geralmente são ponto de partida para

implantação de um semáforo. Segundo o DENATRAN (2014), que estabelece critérios para

“avaliação da efetiva necessidade de implantação da sinalização semafórica”, o emprego

justificado de semáforos promove o aumento da segurança, melhoria da fluidez dos veículos,

redução de atrasos e credibilidade por parte dos usuários em relação à sinalização.

No estudo de programação semafórica, um dos elementos que devem ser avaliados é a

Capacidade. O Highway Capacity Manual (2010), define Capacidade de uma infraestrutura

como sendo a máxima taxa horária esperada, de forma razoável, em que pessoas ou veículos

cruzam um ponto ou seção de faixa durante um determinado período de tempo em uma dada

condição de pista, tráfego e operação. É determinada pela equação 1 abaixo.

(1)

1 As Normas Gerais de Circulação e Conduta, detalhadas no Código de Trânsito Brasileiro (CTB) são uma série de recomendações relativas ao comportamento de motoristas quanto a preferência, ultrapassagens e outras práticas comuns de direção, aplicadas com uso de bom senso e boa educação.

9

onde:

Cap – Capacidade, em veículos por hora ou ucp/h;

FS – Fluxo de Saturação, em veículos por hora ou

ucp/h tv, efet – tempo de verde efetivo, em segudos

tc – tempo de ciclo, em segundos

Para se calcular a capacidade de uma interseção, é necessário encontrar previamente

o Fluxo de Saturação das aproximações. Segundo DENATRAN, Fluxo de Saturação é o

número máximo de veículos equivalentes que passariam a linha de retenção, caso o semáforo

indicasse luz verde durante o período de 1 hora. Por isso, as condições topográficas,

geométricas, de largura, número de faixas e de qualidade do pavimento são fatores que

influenciam o resultado do Fluxo de Saturação.

3 METODOLOGIA

Para esta pesquisa, foi utilizado o método de determinação do Fluxo de Saturação do

DENATRAN (2014), baseado no HCM (2000), onde a fila é observada separadamente para

cada faixa de trânsito, e não em toda a aproximação. Como entrada, são coletados os tempos

transcorridos entre o início do verde e a passagem das rodas traseiras do terceiro veículo da

fila (H3), do quarto veículo (H4), do último veículo que é servido o tempo de verde (Hfs) e

do último veículo que atravessa a linha de retenção no ciclo (Hf). Como saída, o método

resulta no Fluxo de Saturação, em veículos/hora e os Tempos Perdidos Inicial e Final, em

segundos.

Na tentativa de mensurar a qualidade com qual uma infraestrutura está atuando, O

HCM (2000) estabeleceu 6 Níveis de Serviço (do inglês Level of Service, LOS) diferentes,

variando de A, para fluxo contínuo (sem interrupções), até F, na situação de máxima

saturação da via. Para interseções semaforizadas, a medida que influencia no Nível de Serviço

é o atraso médio, em segundos. Abaixo, os 6 Níveis de Serviço, seguido dos valores de atraso

relacionados e suas características:

Nível de Serviço A (menor que 10 s/ucp): condição extremamente favorável (não

há interrupções); é comum em tempos de ciclo mais curtos;

Nível de Serviço B (entre 10 s/ucp e 20 s/ucp): poucos carros param; boa

progressão de veículos;

Nível de Serviço C (Entre 20 s/ucp e 35 s/ucp): a fila de veículos começa a não

10

ser totalmente atendida; tempos de ciclo maiores;

Nível de Serviço D (entre 35 s/ucp e 55 s/ucp): influência de congestionamento

torna- se mais notável; a escolha da velocidade e manobras são muito restritas;

Nível de Serviço E (entre 55 s/ucp e 80 s/ucp): velocidades reduzidas,

porém relativamente uniformes; condições operacionais instáveis; tempo

de verde insuficiente;

Nível de Serviço F (acima de 80 s/ucp): supersaturação da interseção. Ocorre

quando a taxa de fluxo que chega nas aproximações se encontra acima da

capacidade.

Os valores de atraso foram determinados através de dois métodos: analítico e

computacional. O primeiro, proposto pelo HCM, leva em conta três diferentes tipos de atraso

(atraso uniforme, atraso adicional e atraso de fila inicial). O segundo método é baseado nos

conceitos de simulação microscópica realizado pelo software VISSIM 8®.

De acordo com a metodologia do HCM, o atraso médio veicular é calculado por grupo de

através da seguinte equação 2:

(2)

Todas as etapas relacionadas à programação semafórica foram seguidas conforme o

Manual Brasileiro de Sinalização de Trânsito do DENATRAN, que descreve ordenadamente

todas as etapas para determinação dos novos tempos de verde na interseção, em semáforos

de tempo fixo. A sequência de cálculo deve seguir 4 etapas fundamentais: “Definição das

condições em que a programação irá operar”, “Determinação das características operacionais

de tráfego”, “Cálculo da programação semafórica” e “Implementação da programação e

avaliação dos resultados”.

Na terceira etapa, de Cálculo da Programação, são expostos dois métodos de cálculo

11

do novo tempo de ciclo: Método do Grau de Saturação Máximo e Método de Webster. Este

primeiro se baseia na determinação prévia do grau de saturação máximo (xm) das

aproximações, resultando na seguinte equação:

(3)

em que:

tc - tempo de ciclo, em segundos;

Tp - Tempo perdido total, em segundos;

pi - fração de verde requerida para o

estágio i; n - número de estágios.

O grau de saturação é um indicador que reflete a reserva de capacidade para atender

um determinado grupo de movimentos e, na teoria, se dá pela razão entre o volume e a

capacidade do grupo de movimentos. Entretanto, os valores de grau de saturação são

comumente arbitrados, com valores variando de 80% a 90% (0,8 ≤ x ≤ 0,9).

O segundo método, de Webster, calcula o tempo de ciclo a fim de se reduzir o tempo

de espera veicular nas aproximações por meio da determinação do “ciclo ótimo”. A equação

4 é utilizada para determinação do ciclo ótimo de Webster.

(4)

em que:

tco - tempo de ciclo ótimo, em

segundos; Tp - tempo perdido total,

em segundos;

yi - taxa de ocupação do grupo de movimentos críticos do


12

De acordo com Webster, tempos de ciclo variando de 75% a 150% do ciclo ótimo

podem ser utilizados, pois não produzem atrasos médios significativamente superior aos

valores no ciclo ótimo.

O DENATRAN (2014) define tempo de verde efetivo como o tempo que seria

efetivamente utilizado pela aproximação, caso o volume veicular fosse igual ao fluxo de

saturação. Os tempos de verde efetivo são calculados segundo as equações 5 (para tempo de

ciclo obtido pelo Método do Grau de Saturação Máximo) e 6 (para Método de Webster).

(5)

(6)

em que:

tv, efet, i - tempo de verde efetivo para o

estágio i; tc - tempo de ciclo;

pi - fração de verde requerida para o estágio i;

yi - taxa de ocupação do grupo de movimentos crítico do


Para determinação do volume de tráfego foi utilizado o método de Pesquisa

Direcional, descrito no Apêndice 3 do DENATRAN (2014, p. 249). O método consiste na

contagem por movimento de cada aproximação, em um intervalo de 15 minutos. O resultado

é obtido em veículos por hora e é utilizado quando o Fluxo de Saturação calculado também

for obtido nessa unidade.

Na contagem do volume horário veicular, foi considerado o volume de tráfego

equivalente, dado em unidades de carro de passeio (ucp). Para cada tipo de veículo há um

fator de equivalência associado para ser multiplicado. As motos equivalem a 0,33 de um

automóvel (carro de passeio), enquanto ônibus e caminhão de 2 eixos possuem fator de

equivalência 2 e caminhão de 3 eixos, 3.

4 CARACTERIZAÇÃO DA INTERSEÇÃO

A interseção semaforizada em estudo possui uma grande relevância para o tráfego da

região. Interliga os bairros de Cidade Satélite, San Valle e Planalto às demais regiões da

13

cidade e recebe também uma parcela dos veículos que fazem o percurso Parnamirim-Natal,

utilizando a avenida Omar O’grady como alternativa à BR-101.

4.1 Condições Geométricas

Foi realizado um levantamento na interseção para determinação do número de

vias, largura das faixas e inclinação do greide de cada aproximação. No quadro 1

abaixo, vê-se:

Quadro 1 – Levantamento das condições geométricas da interseção

Aproximação Avenida Sentido Nº de vias Largura das

faixas (m) Inclinação

1 Av. Omar O’grady Cid. Satélite -> Centro 3 3 8% ascendente

2 Av. Prud. De Morais Centro -> Cid. Satélite 3 2,8 4% descendente

3 Av. Gov. Tarcísio Maia BR-101 -> Av. Jaguarari

2 2,8 7% ascendente

4 Av. Gov. Tarcísio Maia Av. Jaguarari -> BR-

101 2 2,8 3% ascendente

4.2 Caracterização dos Movimentos

O plano semafórico vigente permite a conversão à esquerda nas aproximações 1 e 2,

tornando impraticável, por questões de segurança a programação com 2 estágios. A figura 1

abaixo, mostra os movimentos permitidos em cada aproximação, durante todo o tempo de

ciclo, bem como a indicação da identificação das aproximações.

Legenda:

Amarelo – grupo de

movimentos do estágio 1;

Rosa – grupo de

movimentos do estágio 2;

Azul – grupo de

movimentos do estágio 3.

Figura 1 - Movimentos permitidos na interseção

4.3 Fluxo veicular horário (ucp/h)

14

Seguindo o critério de contagem veicular descrito em DENATRAN (2014), foi

obtido o volume veicular horário em cada aproximação nos três horários diferentes, que

resultou na tabela abaixo, com informações quanto à porcentagem de cada movimento

no grupo de movimentos em que está inserido.

Tabela 1 - Fluxo Horário das aproximações

Aproximação

07:00 - 08:00 Total

11:00 - 12:00 Total

18:00 - 19:00 Total Movimento Movimento Movimento

Esquerda Frente Direita Esquerda Frente Direita Esquerda Frente Direita

1 721 905 606 2232 381 487 363 1231 375 479 361 1215

32% 41% 27% 31% 40% 29% 31% 39% 30% 2

237 323 276 836 442 510 482 1434 558 757 598 1913

28% 39% 33% 31% 36% 34% 29% 40% 31% 3

- 481 405 886 - 406 329 735 - 525 405 930

- 54% 46% - 55% 45% - 56% 44% 4

- 477 385 862 - 419 305 724 - 583 430 1013

- 55% 45% - 58% 42% - 58% 42%

4.4 Programação e agendamento dos Planos Semafóricos

Segundo o documento solicitado à Secretaria de Transportes Urbanos (STTU),

referente à programação dos semáforos desta interseção, estão programados ao longo da

semana 6 planos semafóricos diferentes. Para esta pesquisa, 3 planos serão trabalhos: O

Plano 1, com tempo de ciclo de 190 segundos, atuando de segunda à sexta das 05:40 às

10:00; o Plano 2, tempo de ciclo igual a 150 segundos, das 10:00 às 12:00; e o Plano

Semafórico 6, atuando de segunda às sextas-feiras, das 17:00 às 20:00, cujo tempo de

ciclo é 180 segundos. A figura 4.3 abaixo, mostra a descrição das fases2 do semáforo

durante o ciclo, retirado deste documento.

Figura 2 – Descrição de Fases (Fonte: STTU)

Os 3 estágios de movimento são representados pela figura 4.4, que mostram os

movimentos permitidos em cada intervalo.

2 De acordo com o volume 5 do Manual de Semáforos (2014), o termo Fase Semafórica foi substituído por Grupo Semafórico, porém nesta pesquisa manteve-se a nomenclatura utilizada no documento fornecido pela STTU.

15

Figura 3 – Sequência de Estágios

Quanto à distribuição de tempos de verde para os planos semafóricos atuais,

foram levantados os tempos de verde e entreverde e apresentados em forma de

Diagrama de Intervalos Luminosos para os ciclos dos 3 planos semafóricos analisados

(ver anexo 1).

4.5 Fluxo de Saturação e Capacidade

Na tabela 2 abaixo estão os valores de Fluxo de Saturação (FS), em

veículos/hora, e Tempo Perdido, em segundos, obtidos através do HCM (2000) e a

Capacidade das aproximações, obtida através da equação 1.

Tabela 2 - Fluxo de Saturação, Tempo perdido e Capacidade Aproximação

1 2 3 4 Esquerda Frente Direita Total Esquerda Frente Direita Total Frente Direita Total Frente Direita Total

Fluxo de Saturação (ucp/h)

1615 1696 1639 4950 1851 1805 1810 5567 1808 1752 3548 1808 1885 3693

Tempo perdido (s) 9,5 4 4,6 4,3 Plano Capacidade, em ucp/h

1 2865,8 585,9 896,3 932,9 2 1914 1558,6 827,8 861,7 6 1320 2164,8 877,5 913,5

4.6 Atraso

A tabela 3 a seguir apresenta os valores de atraso encontrados nos dois

procedimentos, bem como a referente classificação do Nível de Serviço para os valores

encontrados.

Tabela 3 – Atraso médio pelo método HCM

Aproximação

Atraso (HCM), em segudos Atraso (VISSIM 8®), em segudos

07:00-08:00 11:00-12:00 18:00-19:00 07:00-08:00 11:00-12:00 18:00-19:00

LOS LOS LOS LOS LOS LOS

1 82,9 F 73,3 E 99,9 F 74,1 F 76,3 E 111,2 F

2 166,2 F 72,8 E 80,1 F 120,1 F 45,7 D 72,6 E

3 88,7 F 74,3 E 120,1 F 78,37 E 44,6 D 74,2 E

4 76,7 E 64,5 E 126,9 F 62,6 E 49,5 D 79,7 E

Atraso total 98,1 F 71,7 E 101,2 F 81,4 F 55,1 E 82,7 F

16

O atraso total da interseção foi calculado através de média ponderada, na qual

foram utilizados como os pesos o Fluxo Veicular horário de cada aproximação no horário

indicado.

5 PROPOSIÇÃO DAS ALTERAÇÕES E RESULTADOS

Caracterizada a situação atual da interseção, procede-se a etapa de proposição das

alterações na interseção. Serão analisadas duas possibilidades: programação semafórica

mantendo os 3 estágios de movimento (Situação 1) e programação semafórica com

proibição dos movimentos à esquerda, deixando apenas 2 estágios de movimento (Situação

2).

5.1 Programação Semafórica com 3 estágios (Situação 1)

Nessa situação, será encontrado um novo tempo de ciclo, bem como a distribuição

dos tempos de verde em cada estágio, seguido de cálculo do atraso médio a fim de se

determinar a ocorrência da redução do Nível de Serviço.

5.1.1 Definição dos Grupos de Movimento Crítico

Este procedimento indicará qual o grupo de movimento – dos que são permitidos

em um mesmo estágio de movimento – é o crítico. Tanto o tempo de ciclo como os tempos

de verde de uma programação são calculados em função desses grupos de movimento, que

são os que apresentam maior valor de Taxa de Ocupação (y), expressa pela relação entre o

Fluxo horário e o respectivo Fluxo de Saturação. A tabela 4 mostra quais aproximações

são críticas em cada aproximação nos três horários indicados e suas respectivas taxas de

ocupação.

Tabela 4 - Cálculo da taxa de ocupação nas aproximações

Estágio de

Movimento

Taxa de Ocupação (y) por aproximação

07:00 - 08:00 11:00-12:00 18:00-19:00

Aproximação crítica Taxa de Ocupação (y) Aproximação crítica Taxa de Ocupação (y) Aproximação crítica Taxa de Ocupação (y)

1 3 0,21 3 0,19 4 0,27

2 1 0,45 1 0,24 1 0,21

3 2 0,15 2 0,26 2 0,34

5.1.2 Cálculo do Tempo de Ciclo

A partir das equações 3 e 4, foram obtidos novos tempos de ciclo pelos

métodos do Grau de Saturação Máximo e Webster. A tabela 5 apresenta os

resultados obtidos através da aplicação dos métodos.

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Tabela 5 – Novos tempos de ciclo para situação de 3 estágios

Plano

Semafórico

Método Tc escolhido,

em segundos Grau de Saturação Webster

∑pi Tc Tco Tc

1 (05:40 - 10:00) 0,92 183 326 245 183

2 (10:00 - 12:00) 0,88 90 160 120 120

6 (18:00 - 20:00) 0,81 168 300 225 168

5.1.3 Cálculo dos tempos de verde e tempos de verde efetivo

Abaixo, na tabela 6, segue os tempos de verde efetivos calculados, bem

como os novos tempos de verde a serem implementados, e o tempos de ciclo da

nova programação.

Tabela 6 – Tempos de verde e ciclo reais na situação com 3 estágios

5.1.4 Atraso médio para solução com 3 estágios

Calculados os novos tempos de verde, foi utilizado o software VISSIM

8® para se computar os valores de atraso médio nas aproximações após a

programação. A tabela 7 abaixo contém os valores de atraso para as

aproximações nos 3 horários programados.

Tabela 7 - Atraso médio na interseção para solução com 3 estágios

Aproximação

Plano Semafórico

1 2 6

Atraso (s) LOS Atraso (s) LOS Atraso (s) LOS

1 55,17 E 66,3 E 105,6 F

2 106,88 F 42,7 D 64,5 E

3 75,27 E 36,9 D 56,7 E

4 53,64 D 41,7 D 63,19 E

Atraso total (s) 67,7 E 48,3 D 71,7 E

5.2 Redução dos Estágios de Movimento

A ideia desta proposta é proibir os movimentos à esquerda nas Avenidas Omar

O’grady e Prudente de Morais. Os veículos que convergem à esquerda, cerca de 28% a 31%

dos movimentos das aproximações 1 e 2, serão escoados para as aproximações adjacentes,

uma vez que há a possibilidade de utilizar os retornos existentes nas vias quando escolhido

seguir à frente ou à direita. Na figura abaixo, vemos a sequência de estágios após modificação

proposta.

Estágio

Plano Semafórico

1 (05:40 - 10:00) 2 (10:00 - 12:00) 6 (18:00 - 20:00)

Tv, efet (s) Tv (s) Tc real (s) Tv, efet (s) Tv (s) Tc real (s) Tv, efet (s) Tv (s) Tc real (s)

1 43,0 43 182

30,3 31 119

47,4 48 167 2 94,4 95 34,9 35 39,4 40

3 28,1 29 37,4 38 63,5 64

18

Figura 4 – Sequência de estágios

5.2.1 Programação Semafórica da Situação 2

Seguindo o mesmo procedimento do item 5.1.2, foram calculadas as taxas de

ocupação (y), o tempo de ciclo e os novos tempos de verde para a proposição com 2 estágios.

Para cálculo do tempo de ciclo foi utilizado apenas o método de Webster, por ter apresentado

um resultado mais satisfatório. A tabela 8 abaixo apresenta os resultados obtidos.

Tabela 8 – Tempo de ciclo e Tempos de verde para situação com 2 estágios

Plano

Semafórico

Tempo de ciclo Tempo de verde efetivo (s) Tempo de verde real (s) Tempo de entreverdes (s)

Método de Webster Estágios Estágios Estágios

∑y Tco (s) Tc (s) 1 2 1 2 1 2

1 (05:40 - 10:00) 0,66 99,7 120 40,1 64,3 42 68 5 5

2 (10:00 - 12:00) 0,47 60,6 90 36,5 40,2 38 42 5 5

6 (18:00 - 20:00) 0,61 69,6 105 42,7 50,2 43 52 5 5

5.2.2. Levantamento da infraestrutura de retornos nas vias

Ao proibir os movimentos à esquerda nas aproximações, o motorista chegará ao seu

destino através das aproximações adjacentes. Para isso, é necessário realizar um levantamento

dos retornos existentes nas avenidas da interseção. Os retornos nas Avenidas Gov. Tarcísio

Maia e Prudente de Morais trabalham sem necessidade de alteração de suas infraestruturas,

uma vez que os usuários que tem o movimento à esquerda proibido nas aproximações 3 e 4

comumente utilizam estes para efetuar a conversão. A figura 5 abaixo identifica os

dispositivos já existentes e suas distâncias às aproximações.

19

Legenda:

Figura 5 - Identificação dos retornos existentes (Fonte: Google)

5.2.3 Retorno a implantar

O retorno 3, localizado na Avenida Omar O’grady, está localizado a uma distância de

615 metros da interseção. Por se tratar de um retorno tipo “U”, onde a conversão só se dá no

hiato do movimento contrário, faz-se necessário uma implantação de um novo retorno, mais

próximo, para não haver um acréscimo elevado do atraso médio na aproximação 2.

Será adotado o retorno do Tipo C, apresentado no Manual de Projeto de Interseções

do DNIT (2005, p. 381) e representado pela figura 6 abaixo.

Figura 6 – Retorno Tipo “C”, a ser implantado (Fonte: DNIT)

Neste retorno, o veículo fará a conversão em uma envoltória que envolve a largura do

canteiro central, pista oposta e acostamento, que servirá como uma “faixa de aceleração” para

inserção no tráfego direto. A largura mínima do canteiro prevista para implantação desse

dispositivo, de 7 metros, é atendida pela via. E a faixa de acostamento já existe, não sendo

necessário demais alterações na infraestrutura. A escolha do local de implantação, a 250

metros, se deu por questões de segurança, uma vez que está localizado após a curva existente

na avenida.

5.2.4 Atraso médio para solução com 2 estágios

20

Para o cálculo do atraso médio nas aproximações da situação com 2 estágios, foi

utilizado o VISSIM 8®, acrescentando o tempo de atraso na aproximação 2 referente à

implantação do novo retorno na Avenida Omar O’grady.

5.2.4.1 Acréscimo do atraso médio na aproximação 2

Considerando que todos os veículos que fariam a conversão à esquerda na

aproximação 2 utilizem o novo retorno na Avenida Omar O’grady para chegarem a seu

destino, o acréscimo do atraso desses veículos dar-se-á pela seguinte equação:

dACRÉSCIMO = dSIMULAÇÃO + d60 + dRETORNO (7)

em que:

dACRÉSCIMO– acréscimo do atraso médio na aproximação 2, em

segundos; dSIMULAÇÃO – atraso médio simulado por microssimulação,

em segundos;

d60 – tempo gasto para o trajeto considerando a velocidade da via (60 km/h), em segundos;

dRETORNO – tempo de espera para conversão no retorno, em segundos.

Sendo a distância da aproximação ao retorno 250 metros, o tempo gasto para o término

do percurso da aproximação 2 à aproximação 1 será de duas vezes o tempo gasto para percorrer

os 250 metros na velocidade da via, de 60 km/h (16,67 m/s). Ou seja, d60 é igual a 500 dividido

por 16,67, que equivalem a 30 segundos.

Para o cálculo do tempo de espera para efetuar a conversão no retorno, foi

cronometrado o tempo de 3 veículos nos três horários (7:30, 11:30 e 18:30) e obtido uma

média aritmética para cada horário. Abaixo, na tabela 9 estão o valor do acréscimo de atraso

nesses veículos e os novos tempo de atraso médio da interseção.

Tabela 9 – Valores de atraso médio na situação com 2 estágios

07:00-08:00 11:00-12:00 18:00-19:00 Atraso (VISSIM 8), em segundos

dSIMULAÇÃO 32,1 29,5 37,8 Aproximação 07:00-08:00 11:00-12:00 18:00-19:00

d60 30 30 30 LOS LOS LOS

dRETORNO 40,5 19,8 23,6 1 36,44 D 27,91 C 37,31 D

dACRÉSCIMO 102,6 79,3 91,4 2 52,09 D 44,85 D 53,43 D

Fluxo mov. Esquerda 237 442 558 3 56,62 E 58,95 E 55,52 E Fluxo não mov. Esquerda 599 992 1355 4 60,46 E 56,23 E 62,83 E

21

Fluxo aproximação 2 836 1434 1913 Atraso total 47,17 D 44,30 D 51,83 D

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Com os resultados obtidos, verificou-se que as duas soluções propostas foram

satisfatórias quanto à redução do Nível de Serviço da interseção. Na primeira alternativa, de

apenas reprogramação dos tempos de verde, a redução do atraso médio foi menos expressiva,

porém sua implantação é imediata e não gera gastos adicionais com orientação aos usuários.

A segunda alternativa, de redução do número de estágios através da proibição do

movimento à esquerda nas aproximações, apresentou resultados mais significativos, com

redução do Nível de Serviço de F para D, nos horários de pico. Evidenciando que o movimento

à esquerda permitido, na condição de 3 estágios, é responsável indireto pelos

congestionamentos frequentes na interseção.

REFERÊNCIAS

Brasil. Manual de projeto de interseções. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes. Diretoria de Planejamento e Pesquisa. Coordenação Geral de Estudos e Pesquisa. Instituto de Pesquisas Rodoviárias.. 2.ed. - Rio de Janeiro, 2005. 528p. (IPR. Publ., 718).

BEZERRA, Barbara Stolte. Semáforos: gestão técnica, percepção do desempenho, duração dos tempos. Tese de Doutorado, Escola de Engenharia de São Carlos – USP. São Paulo, 2007.

DENATRAN - Departamento Nacional de Trânsito. Manual de Semáforos. 2ª Edição. Brasília: DENATRAN, 1984 DENATRAN – Departamento Nacional de Trânsito. Manual Brasileiro de Sinalização de Trânsito. Vol.5 – Sinalização Semafórica, 2014 FORNACIARI, Isabela Aparecida. Investigações no campo da programação semafórica. Escola de Engenharia de São Carlos na Universidade de São Paulo, 2010.

HIGHWAY CAPACITY MANUAL, 5a. Ed., TRB, 2010.

HOEL, Lester A.; GARBER, Nicholas J.; SADEK, Adel W.; Engenharia de Infraestrutura de Transportes.tradução All Tasks; revisão técnica Carlos Alberto Guimarães -- São Paulo: Cengage Learning, 2011.

VARGAS, Rafaela Paula de Castro. Operação do tráfego em interseções semaforizadas: análise comparativa da metodologia divulgada pelo DENATRAN e a apresentada no Highway Capacity Manual - HCM (2000), Universidade Estadual de Goiás - UEG, 2011.

22

ANEXOS

APÊNDICE 1 – DIAGRAMA DE INTERVALOS LUMINOSOS SITUAÇÃO ATUAL

APÊNDICE 2 – DIAGRAMA DE INTERVALOS LUMINOSOS SITUAÇÃO PÓS- REPROGRAMAÇÃO COM 3 ESTÁGIOS (SITUAÇÃO 1)


APÊNDICE 4 – SIMULAÇÃO DO TRÁFEGO NA INTERSEÇÃO ATRAVÉS DO SOFTWARE VISSIM 8 PARA OBTENÇÃO DO ATRASO

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APÊNDICE 1 – DIAGRAMA DE INTERVALOS LUMINOSOS SITUAÇÃO ATUAL

A.1. Plano 1 (05:40 – 10:00) situação atual

PLANO 1 (05:40 - 10:00)

Tempo de ciclo: 190 segundos

Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 5 Fase 6 Intervalos 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Duração (s) 48 4 1 107 4 1 20 4 1

%Ciclo 25% 2% 1% 56% 2% 1% 11% 2% 1%

Estágio 1 2 3


PLANO 2 (10:00 - 12:00)



Duração (s) 35 4 1 58 4 1 42 4 1

%Ciclo 23% 3% 1% 39% 3% 1% 28% 3% 1%

Estágio 1 2 3


PLANO 6 (17:00 - 20:00)



Duração (s) 47 4 1 48 4 1 70 4 1

%Ciclo 26% 2% 1% 27% 2% 1% 39% 2% 1%

Estágio 1 2 3

24


B.1. Plano 1

PLANO 1 (05:40 - 10:00)



Duração (s) 43 4 1 95 4 1 29 4 1

%Ciclo 24% 2% 1% 52% 2% 1% 16% 2% 1%

Estágio 1 2 3

B.2. Plano 2

PLANO 2 (10:00 - 12:00)



Duração (s) 31 4 1 35 4 1 38 4 1

%Ciclo 26% 3% 1% 29% 3% 1% 32% 3% 1%

Estágio 1 2 3

B.3. Plano 6

PLANO 6 (17:00 - 20:00)



Duração (s) 48 4 1 40 4 1 64 4 1

%Ciclo 29% 2% 1% 24% 2% 1% 38% 2% 1%

Estágio 1 2 3

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C.1. Plano 1

PLANO 1 (05:40 - 10:00)


Fase 1 Fase 5 Intervalos 1 2 3 4 5 6

Duração (s) 42 4 1 68 4 1

%Ciclo 35% 3% 1% 57% 3% 1%

Estágio 1 2

C.2. Plano 2

PLANO 2 (10:00 - 12:00)


Fase 1

Fase 2

Intervalos 1 2 3 4 5 6

Duração (s) 38 4 1 42 4 1

%Ciclo 42% 4% 1% 47% 4% 1%

Estágio 1 2

C.3. Plano 6

PLANO 6 (17:00 - 20:00)


Fase 1

Fase 5

Intervalos 1 2 3 4 5 6

Duração (s) 42 4 1 68 4 1

%Ciclo 40% 4% 1% 65% 4% 1%

Estágio 1 2

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APÊNDICE 4 – SIMULAÇÃO DO TRÁFEGO NA INTERSEÇÃO ATRAVÉS DO SOFTWARE VISSIM 8 PARA OBTENÇÃO DO ATRASO

D.1 – Com 3 estágios

D.2 – Com 2 estágios

universidade federal do rio grande do norte … · 1 introduÇÃo a problemática acerca de...

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