ANÁLISE DA CAPACIDADE EM CRUZAMENTOS NO MUNICÍPIO DE PONTE NOVA-MG. Lucas Maciel de Aguiar Sérgio Pacífico Soncim Universidade Federal de Itajubá

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1 ANÁLISE DA CAPACIDADE EM CRUZAMENTOS NO MUNICÍPIO DE PONTE NOVA-MG Lucas Maciel de Aguiar Sérgio Pacífico Soncim Universidade Federal de Itajubá RESUMO O objetivo desse trabalho foi desenvolver uma proposta de modelagem de tráfego para o estudo de alternativas de sinalização semafórica que reduzam os congestionamentos na interseção da Av. Francisco Vieira Martins com a Av. Dr. Otávio Soares e seu entorno, no município de Ponte Nova - MG. Pelo fato de estar na principal avenida da cidade, o tráfego de veículos nesse cruzamento tende a influenciar direta e indiretamente no volume de tráfego do município. Além disso, o presente trabalho propõe uma solução tecnicamente viável para o problema a curto e médio prazo. Para isso foi necessário avaliar o ciclo dos semáforos do cruzamento principal e entornos, conhecer as taxas de fluxo do cruzamento principal e entornos, propor alternativas para diminuir a densidade e o tempo de deslocamento. Compreendeu-se que é possível otimizar a utilização da rede viária estudada neste trabalho. 1 INTRODUÇÃO Como a construção de uma nova malha viária na maioria das vezes se torna inviável devido aos custos e características físicas e geológicas do relevo da região, o presente projeto visa uma remodelação de tráfego na interseção da Av. Francisco Vieira Martins com a Av. Dr. Otávio Soares e nos entornos, no município de Ponte Nova MG. O objetivo desse trabalho foi desenvolver uma proposta de modelagem de tráfego para o estudo de alternativas de sinalização semafórica que reduzam os congestionamentos na interseção da Av. Francisco Vieira Martins com a Av. Dr. Otávio Soares e seu entorno, no município de Ponte Nova MG utilizando os softwares TransCAD, SIDRA e AimSun. 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA O Highway Capacity Manual HCM (2000), apresenta conceitos e parâmetros que devem ser observados quando do desenvolvimento de estudos de tráfego, como por exemplo, o volume de tráfego, que é o número de veículos que passam em um ponto fixo em um determinado tempo. E são geralmente medidos em hora (Volume Horário VH). Dentre outros conceitos, têm-se a Hora de Pico, que é hora de maior volume de tráfego; o Volume de Pico, que representa o número de veículos correspondente a hora de pico; o Fator Hora Pico (FHP), que é a divisão do volume de pico sobre 4 vezes o maior volume de tráfego consecutivo em 15 minutos dentro da hora pico. Esse fator é necessário para ajustar a intensidade da hora pico, que pode ser uniforme ou ter valores muito altos em algumas frações de hora e baixos em outras. A capacidade é o fluxo máximo que um determinado trecho de rodovia pode suportar em um determinado período de tempo. A rodovia não operar perto da sua capacidade, pois diminui a velocidade dos veículos, prejudicando o conforto e causando o atraso de motoristas e passageiros. Consideram-se, também o Fluxo de Saturação, que é número máximo de veículos que atravessam o cruzamento no período de 1 hora de tempo de verde do cruzamento; o Ano Base, que representa ano em que foi realizado a coleta dos dados de tráfego e o estudo; o Ano Um, que é o ano em que o projeto já se encontra implantado e em funcionamento; e o Ano de Projeto, que representa o ano em que se calcula o fim do projeto, ou seja, o último ano no qual o projeto funcionaria de forma adequada, na maioria dos anos se projeta para 10 anos. O Volume Horário de Projeto (VHP) é 0volume adotado para dimensionar as vias e interseções, níveis de serviço, planejamento da operação da via, sinalização, e regulamentação do trânsito. O Nível de Serviço

2 é a medida de qualidade do tráfego na rodovia ou interseção, que leva em conta a velocidade dos veículos, conforto, facilidade de mudança de faixa, entrada e saída da via ou interseção e proximidade de veículo ao outro e são classificados em níveis A, B, C, D, E, F. No nível A o fluxo é livre, com concentração reduzida, o indivíduo tem total liberdade na escolha da velocidade e total facilidade de ultrapassagens. Já no nível B o fluxo é estável, com concentração reduzida, a liberdade na escolha da velocidade e a facilidade de ultrapassagens não é total, embora ainda em nível muito bom. O nível C também apresenta o fluxo estável, com concentração média, a liberdade na escolha da velocidade e a facilidade de ultrapassagens é relativamente prejudicada pela presença dos outros veículos. Em relação ao nível D, pode-se afirmar que fica próximo do fluxo instável e a concentração é alta, há reduzida liberdade na escolha da velocidade e grande dificuldade de ultrapassagens. O fluxo pode se apresentar como péssimo, no caso no nível E, caracterizado por fluxo instável e concentração muito alta, observa-se nenhuma liberdade a escolha da velocidade e as manobras para mudanças de faixas somente são possíveis se forçadas. No nível F há fluxo forçado, com concentração altíssima, a velocidade é bastante reduzida e apresenta frequentes paradas de longa duração. Manobras para mudança de faixas somente são possíveis se forçadas e contando com a colaboração de outro motorista. (HCM, 2000). 3 MÉTODOLOGIA Nesse estudo, foram pré-estabelecidos dois períodos de pico, por observação contínua, no cruzamento principal (denominado no estudo como cruzamento 1) e os cruzamentos do seu entorno (cruzamentos 2, 3, 4 e 5) para assim formar uma rede. Os horários estabelecidos para contagens de veículos foram: Pico da manhã, de 07 (sete) às 10 (dez) horas, e Pico da tarde, de 17 (dezessete) as 20 (vinte) horas. A figura 1 apresenta a ilustração das interseções estudadas. Figura 1: Cruzamentos e Entornos. Fonte: Imagem retirada do Google Maps e editada pelo autor.

3 Após a definição da rede viária e de seus cruzamentos a serem estudados, foi preciso identificar e contar os veículos em todos os movimentos possíveis existentes em cada cruzamento. Dessa forma, foi determinado o volume horário de projeto (VHP), para os picos da manhã e da tarde, que foram extraídos para as análises do cruzamento em estudo. Desta forma foi definido que a hora pico do período da manhã é de 8 as 9 horas e a hora pico da tarde é de 17:45 às 18:45. Após a determinação da hora pico e seus volumes de veículos leves e pesados, foi montada a rede no software TransCAD, sendo criada em cima do próprio mapa do local, retirado do Google Maps. Para a criação da rede, foi necessário gerar as ruas e suas respectivas direções, criar os movimentos possíveis nos cruzamentos em questão, criar as zonas de início e fim da rede e nomeá-las. Além disso, foi dada a entrada de variáveis como distância de cada rua e de cada movimento, feita através de uma escala calculada com a medida de uma rua no mapa com a medida de uma rua feita no software, velocidade pré-determinada entre 20 a 40 km/h a depender do tipo de movimento, e o tempo de percurso para cada rua e os movimentos nas interseções. Desenhada a rede, os volumes horários de pico foram alocados em seus respectivos movimentos, e a partir de então, através de modelagem matemática realizada pelo software, os veículos foram distribuídos na rede, gerando quatro matrizes Origem-Destino. Sendo uma para veículos leves e outra para veículos pesados no período da manhã e da tarde. O mesmo é feito para os veículos pesados. Este procedimento se torna necessário, pois as contagens não foram feitas no mesmo dia. O software apresentou uma matriz ajustada, com base nos dados coletados em campo, apresentando uma melhor distribuição na rede. Por fim, foi possível verificar os trajetos tomados pelos veículos, podendo identificar o motivo pelo qual existe congestionamento no cruzamento em estudo. As matrizes O-D geradas e ajustadas foram formatadas em tabelas no Microsoft Excel para uma melhor compreensão. 4 RESULTADOS As matrizes de veículos leves e pesados no período da tarde foram realocadas no software AimSun a fim de simular o movimento dos veículos na rede predeterminada na situação onde o volume de veículos demonstrou-se maior. As Figuras 2 e 3 mostram um período específico da simulação para a rede atual. Nota-se que uma das aproximações do cruzamento 1 encontra-se congestionada, interrompendo o movimento à direita do cruzamento 3, ocasionando um grande volume de veículos na chegada desta interseção. No cruzamento 2, além das filas das aproximações estarem relativamente longas, está ocorrendo engarrafamentos que chegam a ter veículos parados no meio da interseção, impedindo os movimentos de outras chegadas onde o movimento deveria estar livre. O problema decorre-se do cruzamento 1, sendo que enquanto uma das fases da interseção ainda se encontra fechada, os veículos se acumulam até bloquearem o cruzamento 2.

4 Figura 2: Simulação feita pelo software AimSun no cruzamento 1. Fonte: Imagem retirada de projeto feito pelo autor. Figura 3: Simulação feita pelo software AimSun no cruzamento 2. Fonte: Imagem retirada de projeto feito pelo autor. Visto que o cruzamento 1 é o principal objeto do estudo e se encontra na pior condição comparado aos outros, o mesmo foi inserido no software SIDRA Intersection, sendo preciso definir os movimentos permitidos atualmente no cruzamento. Para se obter os níveis de serviço da manhã e da tarde, foi necessário inserir no software a velocidade de chegada e de saída dos veículos (mesma utilizada no TransCAD) do cruzamento, tempo semafórico de cada fase e volumes de carros leves e pesados de cada movimento, outros parâmetros utilizados no SIDRA foram mantidos como padrão, e foi utilizado o Delay (Atraso Veicular) como método de cálculo do programa, que é proposto pelo HCM Os níveis de serviços foram classificados no período da tarde, por apresentar maior volume de veículos na hora pico. A Figura 4 demonstra os níveis de serviço para cada aproximação. Figura 4: Nível de serviço do cruzamento 1 obtido pelo software Sidra Intersection no período da tarde Fonte: Imagem retirada do projeto feito pelo autor.

5 4.1 Proposta de solução O ano de projeto a ser considerado nas interseções não deve ultrapassar o 10º ano de vida útil. Pensando em uma possível solução, foi utilizada uma taxa de projeção de crescimento de veículos. De acordo com a análise dos dados coletados, a taxa anual de crescimento foi considerada 4%, e o fator de ajuste para o ano de 2025 foi considerado 1,48, ou seja, um acréscimo de 48% no número de veículos trafegando pela rede. A partir da rede atual, a rede proposta foi redesenhada no software AimSun a fim de obter uma proposta aceitável. A Figura 5 ilustra a simulação da rede proposta. Figura 5: Simulação da Rede proposta nos cruzamentos 1, 2 e 3 feita pelo software AimSun. Fonte: Foto retirada de projeto feito pelo autor. A rede foi redesenhada visando uma futura implantação de baixo custo. Como proposta, foi estudado retirar o espaço de estacionamento da Av. Francisco Vieira Martins entre o cruzamento 3 e o cruzamento 1 na aproximação norte, tornando-a pista dupla, juntamente com a rua de saída do cruzamento 1 sentido oeste. A Av. Dr. Otávio Soares se transformaria em mão única no sentido oeste, o mesmo ocorreria para a Av. Dr. José Mariano (paralela à Av. Dr. Otávio Soares), porém com o sentido inverso, as ruas perpendiculares a essas se manteriam mão dupla com pista única para servirem de mudança de sentido para os condutores. Com as alterações das ruas, os cruzamentos também se modificaram. O cruzamento 1 manteve as duas fases com 3 semáforos, porém seus movimentos passarão por variações. A chegada da Av. Francisco Vieira Martins (Sul) foi impedida de utilizar a conversão à esquerda, podendo assim utilizar da mesma fase da aproximação da mesma avenida na aproximação norte, já a chegada da Av. Dr. Otávio Soares (Leste) terá uma fase somente para os seus movimentos, que terão a liberdade de escolher qualquer direção.

6 Foi seguido o mesmo modelo para o cruzamento 2, 3 semáforos com duas fases, sendo que as chegadas da Av. Francisco Vieira Martins (norte e sul) compartilham da mesma fase, enquanto a fase seguinte é utilizada pelos movimentos da chegada oeste da Av. Dr. José Vieira Martins. A chegada leste é somente saída de veículos. O cruzamento 3 sofreu somente uma pequena alteração. Foi criado um possível aumento da largura da via na chegada da interseção para facilitar a conversão a esquerda quando for possível. Desta forma, o fluxograma se manteve igual. O cruzamento 4 foi dispensado da utilização da mini rotatória, tendo como sistema indicações de prioridade, da mesma forma como funciona atualmente, porém os movimentos na interseção foram alterados e os movimentos de retorno a mesma via foram excluídos por falta de demanda. A aproximação da Av. Dr. José Mariano (oeste) servirá de chegada dos veículos e a saída será para o sentido leste. A Rua Dr. José Vieira Martins permanece mão dupla no sentido norte e sul. O mesmo acontece para o cruzamento 5, porém com o sentido invertido da Av. Dr. Otávio Soares, que na aproximação leste chegam veículos e na aproximação oeste saem. As ruas Dr. José Vieira Martins e Santa Maria Mazarelo permanecem mão dupla. Para comprovar a melhora, foi desenhado o novo cruzamento 1 no software SIDRA Intersection e obtido seus níveis de serviço para o período da tarde no ano de A figura 6 mostra os resultados. FIGURA 6 Nível de serviço no período da tarde em uma projeção para 2025 no Cruzamento 1 proposto feito pelo software SIDRA Intersection. Fonte: Imagem retirada de projeto feito pelo autor. 5 CONCLUSÃO Neste trabalho abordou-se a análise de capacidade de interseções no município de Ponte Nova MG, realizada através de contagens de veículos, criação da rede viária, e simulações feitas através de softwares específicos. A partir dos estudos e dados apresentados, concluiu-se que a proposta de solução é viável para o município, sendo que o nível de serviço da aproximação da Av. Francisco Vieira Martins (Norte) obtido foi o F. Na proposta de solução, os níveis de serviço mínimos foram C, o que é definido como regular, de acordo com o software SIDRA Intersection. Nas simulações feitas pelo AimSun, foi possível

7 ver claramente a diminuição das filas nos cruzamentos e a fluidez dos veículos se mostrou livre de congestionamentos em toda a rede estudada. Uma proposta de modificação economicamente viável foi recomendada ao município. Na concepção comum, os custos de implantação dessas modificações seriam simplesmente pinturas das novas faixas e reorganização das placas de trânsito, de acordo com os novos sentidos e as proibições de estacionamento. Mas apesar de parecer simples, podem gerar impasses entre gestores e comunidade local, por isso é preciso que as mudanças possam ser bem avaliada pelos órgãos competentes para que a maioria da população fique satisfeita com as alterações propostas no sistema viário. Agradecimentos A FAPEMIG Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais e à Universidade Federal de Itajubá. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Cucci, N. J. (2015). Engenharia de Tráfego Urbano Disponível em Acesso em 12 Out Demarchi, S. R.; Setti, J. R. A. Análise de Capacidade e Nível de Serviço de Rodovias in Análise de Capacidade e Nível de Serviço de Segmentos Básicos de Rodovias utilizando o HCM Disponível em Acesso em 11 Nov HCM (2000). Highway Capacity Manual 2000 by Transportation Research Board. Hallman, H. V. Comparação entre Softwares Simuladores de Trânsito Disponível em Acesso em 13 Out Lucas Maciel de Aguiar (lucas.aguiarr@hotmail.com). Sérgio Pacífico Soncim (sergiops@unifei.edu.br) Universidade Federal de Itajubá Câmpus Itabira. Rua Irmã Drummond,200 Distrito Industrial II, Itabira MG.