Universidade Presbiteriana Mackenzie Escola de Engenharia Depto. de Engenharia Civil 1 0 semestre de Aula 15. Controle semafórico

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1 Universidade Presbiteriana Mackenzie Escola de Engenharia Depto. de Engenharia Civil 1 0 semestre de Aula 15 Controle semafórico

2 15. Formas de controle semafórico abordadas nesta aula isolado em rede centralizado (coordenação por computador) em tempos fixos atuado em tempo real

3 15.1. Semáforos isolados são isolados aqueles que não possuem nenhuma ligação ou relação com os semáforos dos cruzamentos próximos, ou seja, operam independentemente dos demais semáforos em geral são usados em locais de baixa densidade de semáforos ou em pontos que tem operação independente do resto da malha viária ao seu redor (grandes praças, por exemplo)

4 15.1. Semáforos isolados (cont.) Legenda = semáforo Na figura ao lado, exemplo fictício de três semáforos isolados a operação de cada um independe dos demais

5 15.2. Redes de semáforos rede é um agrupamento de semáforos, que operam coordenados em geral, essa coordenação é feita por ligação física entre os componentes da rede, via cabos

6 15.2. Redes de semáforos (cont.) a principal vantagem da operação dos semáforos em rede é a possibilidade de se determinar os instantes de abertura de semáforos próximos, via programação, proporcionando onda verde aos usuários da via a onda verde é obtida através do sincronismo entre os cruzamentos da rede (ou seja, todos os semáforos obedecendo a uma mesma referência de tempo)

7 15.2. Redes de semáforos (cont.) Como garantir que os dois carros nunca se encontrem?

8 15.2. Redes de semáforos (cont.) para possibilitar a programação dos instantes de abertura, todos os semáforos da rede devem ter o mesmo ciclo, determinado pelo cruzamento crítico Exemplo de rede n = ciclo calculado para o cruzamento (em segundos) no exemplo acima, a rede deverá ter ciclo de 50 s

9 15.2. Redes de semáforos (cont.) as redes são utilizadas onde existam semáforos em sequência, próximos, normalmente em um trajeto retilíneo em geral, o sincronismo só é vantajoso para distâncias inferiores a 300 m acima dessa distância, normalmente, a dispersão dos pelotões de veículos neutraliza a vantagem do sincronismo

10 15.3. Redes de semáforos exemplo fonte: CET rede formada por 5 cruzamentos, com 5 controladores semafóricos (não centralizada)

11 Sincronismo em uma rede mão única a diferença entre os instantes de abertura de dois semáforos consecutivos é conhecida como defasagem em vias de mão única, recomenda-se utilizar como valor de defasagem o tempo médio de de deslocamento dos veículos entre as duas linhas de retenção consecutivas, considerando a velocidade regulamentada da via essa recomendação aplica-se em situações em que não ocorrem influências como volume de conversões significativo e variação no tamanho das caixas (quadras)

12 Sincronismo em uma rede mão única (cont.) percurso Recomenda-se, sob certas condições, que a defasagem seja igual ao tempo médio de percurso, considerando a velocidade regulamentada na via

13 Sincronismo em uma rede mão única (cont.) No caso assinalado temos um exemplo de impossibilidade de sincronismo para a R. Martim Francisco (centro, S. Paulo). Não há uma rede semafórica formada. Os símbolos indicam 4 tipos diferentes de controladores, cada um pertencente a uma rede distinta fonte: CET

14 Sincronismo em uma rede mão dupla em vias de mão dupla, a obtenção do sincronismo é mais complexa, pois a adoção de uma onda verde em um sentido pode prejudicar em demasia a progressão do tráfego no sentido oposto para auxiliar no estabelecimento do sincronismo em vias de mão dupla, pode-se utilizar um método gráfico baseado no diagrama de barras ou softwares específicos

15 Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) exemplo da técnica gráfica para determinação da defasagem em vias de mão dupla fonte: CET

16 Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) exemplo de um software para auxiliar na determinação da defasagem em vias de mão dupla

17 Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) fonte: CET/DCS-4 exemplo de um diagrama de bandas usado para visualizar a defasagem em vias de mão dupla

18 Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) existem vários softwares de simulação semafórica, que fornecem, além da melhor defasagem, outros parâmetros básicos como tempo de ciclo e partição de verde um dos mais conhecidos é o Transyt, desenvolvido pelo Transportation Research Laboratory TRL, da Inglaterra no Brasil, o Eng. Luis Molist Vilanova, da CET de S. Paulo, desenvolveu e está aplicando o simulador semafórico SIRI

19 Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) exemplo de tela do SIRI fonte: CET

20 15.5. Tipos de operação semafórica em redes redes não centralizadas redes centralizadas

21 Redes não centralizadas de semáforos operam coordenadas a partir de um controlador-mestre, cujo relógio é a referência para todos os demais equipamentos da rede principal desvantagem os controladores da rede não podem ser acessados remotamente fonte: CET/DCS-4

22 Redes centralizadas de semáforos Representação esquemática de uma rede centralizada: os semáforos em campo são coordenados por um computador ligado fisicamente aos controladores semafóricos rede semafórica

23 Redes centralizadas de semáforos (cont.) principais vantagens: permite alterações remotas e controle de falhas principal desvantagem: investimento inicial relativamente alto

24 fonte: CET/DCS Redes centralizadas de semáforos (cont.) exemplo de rede semafórica centralizada

25 Redes centralizadas de semáforos (cont.) fonte: Tesc exemplo de telas de controle semafórico centralizado

26 fonte: CET/DCS Redes centralizadas de semáforos (cont.) fonte: Tesc exemplo de tela de controle semafórico centralizado

27 15.6. Modos de operação dos semáforos em tempos fixos atuados em tempo real

28 Operação semafórica em tempos fixos planos específicos pré-calculados para as várias situações do dia são implementados automaticamente, obedecendo uma tabela horária sistemas centralizados, em geral, permitem planos especiais para eventos não rotineiros

29 Operação semafórica em tempos fixos (cont.) veículos por hora horas do dia exemplo de variação da média do fluxo em uma via

30 Operação semafórica em tempos fixos (cont.) veículos por hora horas do dia possível distribuição de planos semafóricos para o exemplo anterior (total de 5 planos ao longo do dia) 5 3 1

31 Exemplo de tabela horária tempos em segundos Ciclo h00 Todos h00 Domingo h00 Todos h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb 01 1 Estágio C Estágio B Estágio A Horário Período Plano Troca Ciclo h00 Todos h00 Domingo h00 Todos h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb h00 Seg/Sáb 01 1 Estágio C Estágio B Estágio A Horário Período Plano Troca

32 Informações complementares a operação semafórica em tempos fixos é a predominante no Brasil para obter resultados satisfatórios, esse tipo de operação semafórica depende de uma grande quantidade de dados (de demanda e oferta) as tabelas horárias seguem valores médios. São embutidas folgas nos tempos, para compensar as aleatoriedades

33 Semáforos atuados utilizado em semáforos isolados não existe programação prévia (tabela horária) a passagem do tráfego por dispositivos de detecção instalados nas vias é processada no controlador, que adapta os tempos semafóricos para atender as variações da demanda veicular o controlador trabalha com parâmetros informados previamente, como tempos de ciclo e de verde máximos e mínimos; extensões de verde

34 Rua Pietrantonio Semáforos atuados (cont.) esquema de instalação Rua Hugo detector controlador

35 Operação em tempo real semelhante ao modo atuado, porém, operando em redes e processamento dos dados por um computador central a passagem do tráfego pelos sistemas de detecção instalados nas vias é informada aos computadores, que adaptam os tempos semafóricos para atender as variações da demanda veicular os sistemas em tempo real otimizam continuamente três parâmetros: ciclo, fração de verde e defasagem

36 06:00:14 06:14:42 06:27:29 06:40:21 06:53:18 07:06:54 07:20:24 07:36:01 07:52:44 08:11:36 08:33:24 08:52:37 09:10:28 09:26:55 09:41:21 09:54:11 10:07:03 10:21:08 10:36:03 10:49:22 11:02:59 11:15:49 11:28:39 11:41:30 11:54:20 Ciclo (s) Operação em tempo real (cont.) 130 LOCAL: Av. Rudge X R. Baronesa de Porto Carreiro DATA: 18/SET/97 Faixa Horária: 6h00-12h Tempo Fixo SCOOT Horário Gráfico comparativo entre a operação semafórica em tempo fixos e o tempo real

37 Sistemas de detecção de veículos fonte: Encarta Exemplo de detecção por laço indutivo

38 Sistemas de detecção de veículos (cont.) Exemplo de secção de detecção por laço indutivo

39 Sistemas de detecção de veículos (cont.) o sistema de detecção por laço indutivo funciona com base na variação que a massa metálica de um veículo provoca no campo magnético gerado por uma corrente elétrica passando por uma espira embutida no pavimento (constituído por um cabo metálico enrolado em uma fenda retangular na pista) existem outros sistemas de detecção, que não usam o laço indutivo, como emissor de microondas e laços virtuais em câmeras de TV

40 Sistemas de detecção de veículos (cont.) Sistema de detecção veicular através de laço detector virtual, utilizando imagem de câmera de vídeo

41 15.7. Central de controle de semáforos reunião dos sistemas usados para o acompanhamento do tráfego, em uma base de operações: monitores dos computadores, câmeras de TV, rádio transmissores, telefones etc

42 Esquema operacional de uma Central de Controle Câmeras de TV Central de controle Controlador Operação semafórica em tempo real