PTR2377 Princípios Básicos de Engenharia de Tráfego

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1 PTR2377 Princípios Básicos de Engenharia de Tráfego 1ª.Lista de Exercícios 1º.semestre de 2016 Nome: No.USP: Deve-se analisar o impacto da implantação de uma ciclovia à esquerda, no prolongamento do canteiro central da Av.Jaguaré e Av.Queiroz Filho, sobre a operação da Pte.Jaguaré (considerando os dois sentidos de operação e os picos da manhã e da tarde) e avaliar o impacto de diferentes estratégias de configuração das seções transversais em cada sentido da operação do tráfego para evitar a saturação do trecho entre os semáforos adjacentes (MG-OM, na Av.Onofre Milano/Av.Mal.Mário Guedes pela Av.Jaguaré, e Se-VL, ao lado do Parque Vila Lobos pela Av.Queiroz Filho) ou críticos (na Av.Kenkiti Simomoto, KS, ou Av.Torres de Oliveira, TO, pela Av.Jaguaré e na Av.José César de Oliveira, JC, ou Pça.Apecatu, PA, pela Av.Queiroz Filho). O trecho sem semáforos, incluindo a Pte.Jaguaré, tem cerca de 700m, em cada sentido de tráfego, com 3 faixas em cada pista (largura útil: 10,50m por pista) e um vão livre de cerca de 12m entre os tabuleiros de cada sentido de tráfego, no prolongamento do canteiro central das Av.Jaguaré e Av.Queiroz Filho. Deve-se considerar, particularmente, o período de obras. GV MB Av.Jaguaré KS TO OM MG GM Se VL JC PA Av.Queiroz Fo. JG EP Hoje, nos picos (Manhã/Tarde), os fluxos escoados na Pte.Jaguaré são de 3400/3900v/h no sentido Jaguaré (900/1050v/h saindo à direita para a Marginal) e 4200/2900v/h no sentido Centro (1500/1200v/h saindo à direita para a Marginal). Note que diversos fluxos de saída da Marginal percorrem rotas urbanas (no sentido Jaguaré, saindo pela Av.Escola Politécnica e voltando ao Centro no semáforo TO, da Av.Torres de Oliveira; no sentido Lapa, saindo pela Av.Manuel Bandeira e voltando ao sentido Jaguaré no semáforo da Av.José César de Oliveira, JC; similarmente para os fluxos de saída pela Av.General Vidal ou Rua Gonçalves Madeira, GV ou GM, estando todos incorporados nos fluxos fornecidos), com exceção das alças de entrada e saída da Av.Des.José Gonçalves Santana, JG (e fluxos secundários de saída direta para a Marginal vindo do Centro e da Jaguaré ou de saída para a Marginal adjacente à Pte Jaguaré, que são da ordem de poucas centenas de veículos e podem ser desprezados). Na pista expressa e auxiliar da Marginal, os fluxos são de 7500/6400v/h (4fxs) e 3800/2900v/h (3fxs) na circulação do lado externo e de 5400/7300v/h (5fxs) e 2700/1750v/h (3fxs) na circulação do lado interno (em relação ao núcleo central da cidade de São Paulo).

2 Uma representação da área de interesse com um diagrama unifilar detalhado está mostrada abaixo: V (km/h) Na ausência de informações específicas, admita as curvas de operação dadas abaixo: - para as faixas da Pista Expressa da Marginal: - para as faixas da Pista Auxiliar e vias arteriais V (km/h) qf (v/h/fx) qf (v/h/fx) (admitidas para fluxo contínuo, sem influência de semáforos, fluxos opostos ou fiscalização eletrônica). As curvas fornecidas acima admitem baixa presença de veículos pesados (a porcentagem de ônibus e caminhões é atualmente menor que 5% em todas as vias). As faixas da Pte.Jaguaré têm uma característica intermediária (têm poucas interferências lindeiras, como as faixas da Pista Expressa, mas têm entradas e saídas com pequeno espaçamento, como as faixas da Pista Auxiliar), além de sofrer influência da operação e das restrições de capacidade das interseções adjacentes da rede viária urbana. A análise pode adotar as curvas de operação expressa como referência mas deve interpretar os resultados de forma a ponderar suas características de operação distintas. As curvas fornecidas consideram os limites de velocidade sinalizados por placas convencionais. Inicialmente, o efeito de limites de velocidade controlados eletronicamente não estão considerados (ajustes decorrentes da fiscalização eletrônica são esboçados para VL=80 ou VL=60km/h).

3 Nome: No.USP: QUESTÃO 1: Admitindo a curva de operação fornecida para as faixas de tráfego da Pte.Jaguaré (3 faixas por sentido), avalie o atendimento à demanda atual de cada período de pico, nos 2 sentidos de tráfego, na hipótese de ausência de gargalos adiante em cada sentido e período. Como a avaliação local seria alterada na hipótese de haver filas geradas em períodos anteriores ou por gargalos adiante? Qual o impacto potencial da adoção de fiscalização eletrônica de velocidade com VL=60km/h na Pte.Jaguaré? Se os semáforos de pedestres adjacentes operam com ciclos semafóricos de 160/180seg em cada período de pico, com estágios de pedestres com cerca de 24seg (em MG-OM e Se-VL, em que os fluxos veiculares são desprezíveis, quando existem), qual seria a estimativa da sua capacidade para escoar o fluxo vindo da Pte.Jaguaré, em cada período e sentido, admitindo tempos mortos de cerca de 3 segundos e considerando os fluxos de saída anteriores (que se destinam à Marginal)? Os semáforos representam gargalos de capacidade ativos? Na configuração atualmente adotada, as faixas à direita na Pte.Jaguaré são sinalizadas como faixas exclusivas para ônibus e admitem também seu uso para os fluxos de saída à direita (para a Marginal). Admitindo que os fluxos de ônibus são cerca de 5% do tráfego geral, a introdução das faixas exclusivas para ônibus (e conversões à direita) introduzem um gargalo de capacidade na Pte.Jaguaré? Qual o impacto local da medida na operação das diferentes faixas de tráfego em cada período e sentido?

4 QUESTÃO 2: Considerando o pico da Manhã e o sentido Centro, a observação da operação sugere que há gargalos adiante. Os fluxos trafegando sobre a Pte.Jaguaré operam em fluxo forçado e escoam cerca de 3900v/h (1400v/h saindo à direita para a Marginal), valores distintos das estimativas correspondentes de demanda (4200v/h com 1500v/h saindo à direita para a Marginal). Verifique estas estimativas com base na observação de que o trecho de 700m sobre a Pte.Jaguaré passa da operação normal para fluxo forçado em cerca de 30minutos (ignore as faixas exclusivas). Qual a estimativa para a velocidade e tempo de propagação da onda de congestionamento com base na curva de operação? Admita que a Av.Queiroz Filho, no pico da Manhã (com a curva de operação dada e ciclos semafóricos de 160seg), tem uma taxa de verde efetivo de 60% no semáforo JC (da Av.José César de Oliveira), onde a demanda via transversal (JC) adiciona um fluxo ao tráfego da Av.Queiroz Filho de 500v/h no sentido Jaguaré e 1000v/h no sentido Centro (computando entradas e saídas). Se a taxa de verde mantém-se em 60% no semáforo da Pça Apecatu mas o fluxo da conversão à direita (que é canalizado para uma faixa de conversão anterior) não utiliza a aproximação semafórica e tem cerca de 10% do tráfego entre os semáforos, qual dos semáforos é mais crítico para a Av.Queiroz Filho? Estime as filas geradas no semáforo da Pça.Apecatu em 1 /2h no pico da Manhã, desprezando a presença das conversões à direita, e avalie se haverá risco de interferência na operação do semáforo anterior (da Av.José César de Oliveira), se a distância entre os semáforos é de 500m. Como este risco pode ser reduzido? Imagine que os fluxos de conversão à direita da Av.José César de Oliveira (com destino para a Pte.Jaguaré) sejam canalizados, usem a faixa direita, tenham uma ilha de conversão e uma faixa de aceleração, permitindo sua incorporação sem semáforo. Admitindo que os fluxos de conversão exigem uma brecha crítica de 4seg e um intervalo de seguimento de 3seg, qual a capacidade no pico da Manhã no estágio da Av.Queiroz Filho e da Av.José César de Oliveira (60% e 40% do ciclo), com saturação?

5 Nome: No.USP: Durante o período de obras para implantação da ciclovia no canteiro central da Av.Jaguaré, o sentido Centro passa a operar com 2 faixas de tráfego (pela interdição da faixa esquerda, adjacente ao canteiro central em obras). Deve-se analisar a interseção entre a Av.Jaguaré e a Av.Kenkiti Simomoto e entre a Av.Jaguaré e a Av.Torres de Oliveira para o cenário de obras e avaliar a situação geral decorrente. Todas as vias tem 3 faixas (estacionamento proibido na Av.Jaguaré) e velocidade limite de 50km/h. A interseção entre a Av.Jaguaré (A1/A2) e a Av.Kenkiti Simomoto (B1/B2) tem atualmente um estágio geral de pedestres no semáforo e as conversões à esquerda são localmente proibidas (estes movimentos utilizam os retornos nas aberturas do canteiro central existentes na Av.Kenkiti Simomoto, inclusive as conversões da Av.Jaguaré, havendo também a opção de utilizar a Pça.Francisco Luís Gonzaga). Hoje, nos picos da manhã e tarde, os fluxos escoados na interseção (v/h) estão no esquema ao lado, havendo saturação em B1 (sentido Escola Politécnica) pela manhã e em B2 (sentido oposto) à tarde. Há bloqueios durante o verde adiante para A1 (sentido Centro) pela manhã e A2 (sentido Jaguaré) à tarde. QUESTÃO 3: Considerando que a deficiência de capacidade na aproximação B1 no pico da manhã, qual seria uma estimativa adequada para a demanda correspondente no pico da manhã admitindo que a fila observada atinge R1, a 200m da interseção, em 6min no início do pico? Os fluxos observados na aproximação B1 são limitados pela capacidade decorrente dos tempos semafóricos. Considerando os tempos semafóricos atuais fornecidos para o pico da manhã e admitindo um tempo morto de 3,5seg, compare o valor estimado para a capacidade com o fluxo observado para B1 no pico da manhã. Se a demanda é atendida, qual a previsão teórica para a velocidade de propagação da fila no vermelho antes e depois de R1? E para a velocidade de dissipação da fila a partir da retenção durante o verde? Como operaria o retorno R1, sem semáforo, antes de ser afetado pela fila gerada em B1? Qual a capacidade em R1 admitindo brecha crítica de 6seg e intervalo de seguimento de 3seg para autos (95%) convergindo para a faixa esquerda e brecha crítica de 8seg e intervalo de seguimento de 5seg para caminhões (5%) convergindo para a faixa direita? Qual a capacidade média? Qual o efeito da fila?

6 QUESTÃO 4: Considerando que o fluxos de saturação específicos fornecidos com os tempos semafóricos correspondem à uma situação sem bloqueio adiante, sem a faixa exclusiva de ônibus e sem a interdição da faixa para a implantação da ciclovia no canteiro central, avalie o atendimento à demanda em A1 no pico da Manhã admitindo que os fluxos escoados correspondem à demanda de tráfego atual e admitindo que o fluxo de ônibus é cerca de 5% do tráfego (com fator equivalente 2), mantendo os tempos semafóricos atuais (adotando tempo morto de 3seg). Qual o impacto previsto da introdução da faixa exclusiva de ônibus, permitindo seu uso também para conversões à direita (250v/h, autos) junto à interseção, na situação geral do pico da Manhã em A1? Qual o impacto previsto da interdição de faixa para obras na possibilidade de atendimento à demanda na situação atual em A1? Para analisar o impacto em A1 da interdição da faixa esquerda para obras, mantendo os tempos semafóricos atuais (adotando tempo morto de 3seg), considere a demanda e a capacidade na faixa exclusiva de ônibus, incluindo seu uso pelas conversões à direita, e nas demais faixas destinadas ao tráfego geral, com e sem a interdição de faixa, em 1 /2h no pico da Manhã. Admitindo a manutenção dos tempos semafóricos e da demanda atual no cenário de interdição de faixa, avalie o impacto nas filas e atrasos gerados em A1 para o tráfego geral, na hipótese de manter a faixa exclusiva de ônibus (e da sua observância pelos condutores). Como o efeito de bloqueio adiante altera a previsão (ou é alterado)? Se a demanda em A1 diminuir em 400v/h em função da utilização de rotas alternativas diante da saturação prevista (por exemplo, usando a rota pela Av.Escola Politécnica/Av.Torres de Oliveira), qual a previsão de impacto nas filas e atrasos para o tráfego geral? Revise a estimativa de impacto adotando também a suspensão da faixa exclusiva de ônibus durante o período de obras. Qual sua recomendação?

7 Nome: No.USP: QUESTÃO 5: Considerando as recomendações do HCM/2010 para a análise de segmentos básicos para vias expressas ou de múltiplas faixas, obtenha a curva de operação para a seção básica de 3 faixas sobre a Pte.Jaguaré admitindo 5% de ônibus e 5% de caminhões, sem restrições de circulação, com uma rampa de acesso em aclive de 6% e 200m, de cada lado, até o vão central da Pte.Jaguaré (adote faixas de 3,50m e barreiras a 0,30m; verifique e obtenha as demais características do Google Earth). Justifique qual estimativa é mais adequada para a Pte.Jaguaré? Com a introdução da faixa exclusiva de ônibus, qual o impacto previsto sobre o tráfego da faixa exclusiva e das faixas de uso geral do sentido Centro no pico da Manhã, permitindo também uso pelas conversões à direita (com utilização proporcional pelos caminhões) em toda extensão da Pte.Jaguaré ou apenas junto ao ramal de saída? A implantação da faixa exclusiva de ônibus gera um gargalo de tráfego ativo? Considerando o prolongamento da ciclovia no canteiro central pela implantação de uma ciclo-faixa à esquerda com 1,50m (reduzindo a largura das demais faixas para 3,0m), avalie o impacto previsto na capacidade e na operação do tráfego do sentido Centro no pico da Manhã. E no sentido oposto?

8 QUESTÃO 6: A utilização de vias urbanas para acomodar os fluxos de entrada e saída da Marginal (ao invés dos trevos originalmente implantados quando da sua construção) foi sendo introduzida ao longo do tempo para minorar o efeito de perda de capacidade gerado pelos entrelaçamentos na operação da via expressa (especificamente na Pista Expressa, no caso do trecho considerado da Marginal). Na análise inicial do pico da Manhã, a demanda na conversão à direita de saída, no sentido Centro, foi estimada em 1500v/h. Na situação existente, a incorporação deve ocorrer em um ramal de acesso (com uma curta faixa de aceleração) na Pista Auxiliar, onde trafegam 2700v/h em 3faixas (25% dos quais saem adiante, pela Av.Manuel Bandeira/Av.José César de Oliveira, a 300m da entrada da conversão à direita). Nas condições atuais, como a configuração física deve ser alterada para transformar o segmento com a entrada e saída adjacentes na Pista Auxiliar em um segmento de entrelaçamento? Considerando desprezível a presença de demanda de retorno para a Pte.Jaguaré no fluxo de saída da conversão à direita, sentido Centro, compare a previsão para as condições de operação operando o segmento como um ramal de entrada (com saída adjacente) ou como um entrelaçamento, com base nos critérios recomendados pelo HCM/2010, admitindo trecho em nível com 5% de veículos pesados.

9 Nome: No.USP: Considere a opção de reduzir a demanda na Av.Torres de Oliveira pela criação de uma nova alça (NV) de saída na Pista Auxiliar da Marginal Pinheiros, como ilustrado (em tracejado) no esquema abaixo: GV TO MG NV EP A estratégia corresponde ao diagnóstico de que o semáforo da Av.Torres de Oliveira é o principal gargalo do corredor em análise e requer uma configuração adequada para o entrelaçamento formado entre a Av.General Vidal e a nova alça de saída (evitando um gargalo na Pista Auxiliar). Admita que a entrada E adjacente à Pte.Jaguaré tem demanda desprezível e pode ser ignorada inicialmente e que a nova alça atrai 1000v/h do fluxo atualmente direcionado para saída pela a Av.Escola Politécnica. QUESTÃO 7: Considerando a distância disponível para entrelaçamento, de cerca de 450m, e a configuração inicial esquematizada abaixo, obtenha a velocidade de fluxo livre para o segmento básico correspondente ao entrelaçamento ignorando a fiscalização eletrônica de velocidade, para 3 faixas de 3,30m e defensas metálicas a 0,60m em ambos os lados (demais características no Google Earth). Com base nos fluxos mostrados no esquema (Manhã/Tarde), obtenha a capacidade do entrelaçamento e a previsão para sua velocidade de operação, adotando um trecho em nível com 5% de veículos pesados. Como melhorar a configuração proposta? Como considerar o efeito adicional da demanda residual para EP ou da entrada E? Qual o efeito da implantação de um radar de fiscalização com VL=60km/h?

10 Manhã: Tarde: QUESTÃO 8: Admitindo que a configuração da nova alça de saída é adequada para atrair a demanda considerada e evitar que o entrelaçamento seja um gargalo local, como a eficácia final da intervenção seria afetada pela existência de um gargalo adiante na Marginal ou na Av.Queiroz Filho?