Disciplina: TRANSPORTES. Sessão 6: Redes de Infra-Estruturas : Configuração e. Avaliação do Desempenho

Transcrição

1 MESTRADO INTEGRADO DE ENGENHARIA CIVIL Disciplina: TRANSPORTES Prof. Responsável: José Manuel Viegas Sessão 6: Redes de Infra-Estruturas : Configuração e 2009 / /22

2 OBJECTIVOS BÁSICOS (I) Comum a todas as partes envolvidas: Geometria cómoda e segura (tratada a nível micro) Do lado do Estado / Sociedade: Eficiência Económica Baixo custo de investimento e de manutenção Extensão de rede reduzida alguns percursos mais longos alguns troços sobrecarregados por sobreposição de caminhos Equidade no acesso à Rede Viária pelas diferentes parcelas do território Boa Sustentabilidade implantação adequada face ao terreno e aos recursos ambientais (tratada a nível micro ou ao nível de cada arco da rede) Alguma Redundância continuidade do funcionamento em condições aceitáveis, mesmo em caso de inoperabilidade de algum dos arcos (possível através do fecho das malhas) Boas Condições de Segurança, tratada a nível micro através da geometria e sinalização, e a nível da rede pela separação de tráfegos de passagem e de acesso (hierarquização) 2/22

3 OBJECTIVOS BÁSICOS (II) Do lado do utilizador Utilização com baixos custos e boa velocidade percursos directos para os principais pares O/D escoamento fluido, condução cómoda poucos nós nas vias de maior velocidade composição homogénea dos fluxos de tráfego (hierarquização) boa sinalização direccional Alguns destes objectivos são antagónicos Não só entre Sociedade e Utilizador, mas até em cada um destes grupos. Por ex: Pequena extensão de rede implica baixa hierarquização, pouca redundância e caminhos mais longos para alguns pares Boa velocidade nas vias principais implica poucos nós, mas isso leva a percursos mais longos para alguns 3/22

4 HOMOGENEIDADE, RENDIMENTO, SEGURANÇA Qualquer sistema de transporte funciona com melhor rendimento (eficiência) e segurança se tiver que processar unidades móveis homogéneas em direcção e sentido de deslocação, dimensão, velocidade e capacidade de aceleração / manobra Por isso, o ideal seria dispor de componentes separadas para atendimento segregado por classes de direcção / sentido, dimensão e velocidade Estas afirmações são proferidas em termos de unidades móveis porque são genericamente válidas quer para pessoas ou veículos 4/22

5 LIMIARES DE ESPECIALIZAÇÃO No entanto, as dimensões mínimas das infra-estruturas chegam para servir bem volumes de tráfego que em muitas zonas estão longe de ser atingidos por ex. um passeio de 1 metro de largura, uma linha ferroviária em via única ou um caminho rural (nestes dois últimos casos com zonas especiais para cruzamento de veículos) podem por isso funcionar com muito baixos níveis de especialização mas níveis aceitáveis de eficiência e segurança apesar da mistura de tráfegos (sentidos e tipos de veículos) A questão da segregação de usos (especialização) coloca-se apenas quando se atingem determinados níveis de saturação dos sistemas, com a consequente degradação do serviço se colocam problemas de especial criticidade no serviço a alguma das componentes (por exemplo, circuitos de emergência) 5/22

6 FORMAS DE SEGREGAÇÃO DE FLUXOS Seja na própria configuração das infra-estruturas, seja nas regras adoptadas para a sua utilização, encontramos a cada passo formas de segregação de usos na quase totalidade das rodovias, é definida uma pista por sentido de circulação em troços de maior declive e extensão, e sempre que há uma percentagem significativa de pesados, instalam-se vias de lentos em troços da rede ferroviária com maior tráfego, vias de comboios rápidos e vias de comboios lentos circuitos separados para chegadas e partidas de passageiros nos aeroportos, por sua vez separados dos percursos das tripulações percursos separados de entradas e saídas dos passageiros nas estações de metro com maiores fluxos (só nas grandes redes) circuitos segregados para circulação de doentes, acesso das visitas, entradas de pessoal médico e paramédico, e acesso de fornecedores, nos hospitais 6/22

7 HIERARQUIZAÇÃO DA REDE VIÁRIA De uma forma geral, ao nível da concepção do sistema rodoviário, o tratamento destas questões recebe o nome de hierarquização da rede, sendo habitual considerar dois grandes grupos de vias Vias Estruturantes a nível inter-urbano: grandes eixos da rede fundamental a nível urbano: garantem as ligações entre as diferentes zonas de um aglomerado urbano, estando vocacionadas apenas para os grandes trajectos (Vias Arteriais, Principais, Colectoras; Distribuidoras Principais) Vias Locais a nível inter-urbano: vias de acesso aos aglomerados a nível urbano: garantem o acesso aos espaços urbanos onde se localizam as actividades (Vias Distribuidoras Locais, de Acesso Local, Pedonais) Para além dos perfis transversais, outros aspectos devem ser adaptados a sinalização ( > hierarquia, > velocidade, sinalização mais escassa) a densidade de intersecções ( > hierarquia, < atrito, < densidade de intersecções) 7/22

8 Hierarquia viária urbana Topologia Rede Primária R ede Secundária Principal ou Arterial AE Urbana ou VR Urbana D istribuidora Acesso Dist. Local 8/22

9 Hierarquia viária urbana Perfis Transversais Tipo de via Arterial Distrib. Principal Distrib. Local Acesso Local Berma Passeio 2.50 Perfil Transversal Tipo Passeio 2.00 Passeio 2.00 Passeio Passeio 2.00 Passeio 2.50 Berma /22

10 Hierarquia viária urbana Exemplos (I) Via Colectora/Distribuidora Via Arterial 10/22

11 Hierarquia viária urbana Exemplos (II) Largo do Calhariz Acesso local Distribuidora local Rua Marechal Saldanha 11/22

12 Hierarquia viária urbana Ilustração dos Usos das Diferentes Vias 12/22

13 DE TEORIA À PRÁTICA Os elevados custos fixos de provisão de infra-estrutura implicam alguma partilha de funções em cada via excepto nos casos extremos % de utilização como vias de circulação rápida (Mobilidade) 100% 0% Vias colectoras Distr. Principais Dist. Locais Acesso Local 100% % de utilização para acesso aos terrenos circundantes 0% (Acesso) Para além das características físicas, a hierarquia deve manifestar-se no desempenho funcional, sendo necessária a sua monitorização 13/22

14 Pretende-se escolher a melhor configuração para uma rede viária simples, servindo 5 aglomerados. Três configurações A Só ligações directas (mas não todas) B Com um nó de cruzamento intermédio C Com dois nós de cruzamento intermédios Critérios de Avaliação: 1) Comprimento total de rede (~ custo investimento) 2) Soma dos percursos dos viajantes (~ custos de operação) 3) Maior carga de tráfego num arco 4) Maior agravamento percurso face à linha recta (não se analisa aqui a redundância) Nota: Neste exemplo com uma rede muito simples, não se considera a sua hierarquização e os critérios de qualidade associados UM EXEMPLO SIMPLES (I) /22

15 Coordenadas X Y ,0 187, ,1 187, ,9 148,1 UM EXEMPLO SIMPLES (II) Mat O/D soma Soma Hipóteses Os comprimentos dos arcos são todos contabilizados como segmentos rectos Admite-se que todos os arcos têm características idênticas, nomeadamente quanto ao custo de construção por km e à velocidade base Comprimento da rede e cargas de tráfego exemplo para solução A No in No fin Extensão Pares Utentes Cargas Tráfego Carga Total ,7 1;2 1; ,5 1;3 1; ,5 2;4 2; ,1 3; ,7 3;5 1; ,7 4,5 2; Total 907,2 Para as soluções B e C a extensão da rede é 618,2 e 605,7; Os arcos mais carregados têm tráfego de 1470 em qualquer delas /22

16 UM EXEMPLO SIMPLES (III) Percursos totais e agravamentos face à linha recta exemplo para a solução C Percursos 3 Excesso s/ DLR * Fluxo No in No fin Fluxo Nó 1 Nó 2 Nó 3 Nó 4 Distância DLR Racio DLR VKM , , , , , , , , , , Total Quadro Síntese Comparação das 3 soluções Solução Compr. Rede Soma Percur 5 Carga Dist/DLR Max. Arco + signif A 907, ,06 B 618, ,20 C 605, ,12 Solução C melhor que B em todos os indicadores agregados Solução A mais cara que C no investimento em 50%, e mais barata na operação em 12,5% Alguns pares O/D bastante prejudicados na solução C 16/22

17 AS FUNÇÕES TERMINAIS Em todas as viagens há que contar com as fases terminais embarque / desembarque de passageiros ou carga / descarga de mercadorias muitas vezes, acompanhadas do estacionamento do veículo por períodos mais ou menos longos Há que criar condições para que estas operações possam realizar-se com segurança e eficiência, mas sem afectar a eficiência do escoamento do restante tráfego. As maneiras mais eficazes de evitar a segunda fila de estacionamento são a sua presença impedir a circulação (vias estreitas) não ter sequer a primeira fila de estacionamento (vias largas) Assim, também deve procurar-se a segregação espacial destas funções relativamente às de circulação com o aumento de tráfego, há uma tendência geral para a afectação de espaços fora das vias para estas funções 17/22

18 EVOLUÇÃO TEMPORAL Ao longo do tempo, é frequente que o desempenho das mesmas vias se vá deteriorando por crescimento natural do tráfego (associado ao crescimento da população, poder de compra e trocas comerciais) por ocupação marginal da via geralmente decorrente de má gestão urbanística. Nas vias de hierarquia média ou superior, deve ser proibido o acesso directo dos lotes à via, devendo optar-se por ligação através duma via secundária, correndo paralela à primeira, com nós de ligação afastados de pelo menos umas centenas de metros Foram por isso tornando-se necessárias as variantes aos núcleos urbanos mas há que garantir que não se repetem sobre as variantes os mesmos erros de ocupação marginal 18/22

19 PRINCIPAIS TIPOS DE ESTRUTURA DE REDES DE TRANSPORTES (I) As redes de transportes terrestres estruturam o espaço. Quer a nível local quer interurbano, há duas formas principais de redes Modelo radio-concêntrico, organizado em função de um ou poucos centros principais, geração mais espontânea Modelos em grelha, organizados em função de centralidades com níveis semelhantes de importância, geração planeada 19/22

20 PRINCIPAIS TIPOS DE ESTRUTURA DE REDES DE TRANSPORTES (II) Nas Redes radio-concêntricas As vias radiais são inicialmente as mais importantes é mais fácil tratar as intersecções (prioridade às radiais) mas tendem a ficar congestionadas de forma quase irreversível Vias circulares permitem distribuir melhor a carga pelas várias radiais A redução progressiva do congestionamento pode fazer-se pela passagem a modelos urbanos poli-cêntricos e migração para uma rede em grelha (redistribuição das gerações de tráfego) Nas redes em Grelha Centralidades estão dispersas, menor risco de saturação nas vias mas as intersecções são mais problemáticas Podem definir-se diferentes níveis hierárquicos em ambas as orientações, e reduzir a frequência de intersecções com prioridades partilhadas 20/22

21 AS TRANSIÇÕES DE NÍVEL HIERÁRQUICO NO SISTEMA VIÁRIO No sistema viário, estas transições são geralmente feitas através das intersecções (cruzamentos) mas pode haver cruzamentos entre vias do mesmo nível hierárquico e também há (mas não devia haver) transições longitudinais, em que uma via de nível superior subitamente estreita e passa Diferentes soluções geométricas, regulamentares (movimentos permitidos ou não) e funcionais conduzem a diferentes consumos de espaço e níveis de eficiência Intersecções mal concebidas ou dimensionadas podem provocar problemas graves de regolfo sobre as vias afluentes Quando a passagem se dá entre vias de níveis (e capacidades) muito diferentes, é frequente que haja problemas de digestão no nível inferior, mesmo a jusante da intersecção, 21/22

22 AVALIAÇÃO DA CONFIGURAÇÃO E DO DESEMPENHO A configuração e o desempenho de qualquer rede podem e devem ser avaliados face a estes objectivos A configuração em fase de planeamento O desempenho em fase de exploração Os problemas de desempenho podem ser resolvidos por via de Redimensionamento dos arcos e nós envolvidos Modificação da configuração física da rede (abertura de novos arcos e nós) Modificação das configuração lógica da rede (regras de circulação) Modificação das regras de acesso (separação de tráfegos) 22/22