APLICAÇÃO DO MULTICRITÉRIO NA PRIORIZAÇÃO DE RODOVIAS FEDERAIS NO CONTEXTO DE UM PROGRAMA DE RECUPERAÇÃO AMBIENTAL

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1 APLICAÇÃO DO MULTICRITÉRIO NA PRIORIZAÇÃO DE RODOVIAS FEDERAIS NO CONTEXTO DE UM PROGRAMA DE RECUPERAÇÃO AMBIENTAL Sandro Filippo M.Sc. Programa de Engenharia de Transportes/COPPE/UFRJ Cidade Universitária, Centro de Tecnologia, Bloco H, sala 106, Rio de Janeiro, RJ Carlos Francisco Simões Gomes - D.Sc. CASNAV/Marinha do Brasil Pr. Barão de Ladário s/n, Ilha das Cobras, Ed. 8, AMRJ, 3º andar, Centro, Rio de Janeiro, RJ RESUMO O objetivo deste trabalho consiste em apresentar um procedimento para ordenar trechos ou ligações rodoviárias utilizando métodos multicriteriais de apoio à tomada de decisão, tendo em vista a realização de intervenções para a melhoria ambiental destas. Os critérios adotados neste trabalho procuram seguir os preconizados o Programa Nacional de Regularização Ambiental de Rodovias Federais, como risco de acidentes, importância econômico-estratégica e risco ambiental. O critério risco de acidentes foi expresso por indicadores do estado de conservação do pavimento, das sinalizações horizontal e vertical e das características geométricas da via. A importância econômicoestratégica foi caracterizada neste trabalho pelo volume de tráfego na rodovia e pelo volume de passageiros transportados. O critério risco ambiental é o mais difícil de ser avaliado pela falta de dados oficiais e corresponde, de uma maneira geral, aos impactos ambientais causados pelos passivos ambientais nas faixas lindeiras à rodovia. Para elaboração deste trabalho, os critérios principais foram subdivididos em subcritérios representados por indicadores, de forma a possibilitar a atribuição de pesos relativos entre estes, dentro de cada grupo de critérios. Trata-se de um problema real que mescla dados oficiais de alguns parâmetros e indicadores das ligações rodoviárias com outros apenas sugeridos. Este trabalho procurou comparar os resultados de diferentes métodos multicriteriais de apoio à decisão, como THOR (Algoritmo Híbrido de Apoio à Decisão Multicritério), AHP (Analytic Hierarchy Process - Método de Análise Hierárquica) e ELECTRE II (Elimination et Choix Traduissant la Realité II). Palavras Chaves: Rodovia, Métodos Multicriterio, Meio Ambiente. ABSTRACT The purpose of this paper consists of presenting a procedure to order highway connections using multiple criteria decision aiding methods, tends in view the accomplishment of interventions for the environmental improvement of these. The criterions adopted in this work try to follow the indicated for the National Program of Environmental Regulation of Federal Highways, as risk of accidents, economic-strategic importance and environmental risks. The criteria risk of accidents was expressed by indicators of the state of conservation of the pavement, of the horizontal and vertical traffic signs and of the geometric characteristics of the road. The economic-strategic importance was characterized in this paper by the volume of traffic in the highway and for the transported passengers' volume. The criteria environmental risk is the most difficult of being evaluated by the lack of official data and it corresponds, in a general way, to the environmental impacts caused by the environmental passives in the bordering strips to the highway. For elaboration of this paper, the main criterions were subdivided in sub criterions represented by indicators, in way to facilitate the attribution of relative weights among these, inside of each group of criterions. It is just a real problem that they mix given officials data of some parameters and indicators of the highway connections with other only suggested. This paper compared the results of different methods of multiple criteria decision aiding, like THOR (Multicriteria Decision Aiding Hybrid Algorithm), AHP (Analytic Hierarchy Process) and ELECTRE II (Elimination et Choix Traduissant la Realité II). Keywords: Highway, Multicriteria Methods, Environment.

2 1. INTRODUÇÃO A situação das rodovias brasileiras, segundo diversos estudos realizados, é precária tanto no aspecto de segurança do tráfego quanto no aspecto de conservação ambiental das faixas lindeiras. A segurança do tráfego torna-se comprometida, principalmente, devido às más condições de conservação e manutenção dos pavimentos bem como devido às deficiências na sinalização horizontal e vertical das rodovias. A falta de investimentos em conservação e manutenção das rodovias fez, ao longo dos últimos anos, com que grande parte da malha brasileira apresentasse sérios defeitos que atualmente comprometem a segurança dos usuários e prejudicam de maneira acentuada o transporte de cargas, aumentando significativamente o tempo e o custo das viagens. Os problemas ambientais que ocorrem nas faixas lindeiras dos empreendimentos rodoviários são oriundos principalmente das obras e serviços da fase de implantação das rodovias, que ocorreram em épocas onde não se tinha o compromisso legal com a preservação do meio ambiente. Os problemas ambientais nas faixas lindeiras são ocasionados, por exemplo, por áreas abandonadas após o uso como canteiro de obras, caixas de empréstimo, usinas de asfalto e concreto. A falta de recuperação dessas áreas bem como o desmatamento excessivo causa uma série de impactos ao meio ambiente como erosão do solo, alterações na drenagem superficial e assoreamento de cursos d água, por exemplo. Segundo pesquisas realizadas pela Confederação Nacional dos Transportes (CNT), verifica-se atualmente que somente 25% das ligações rodoviárias avaliadas apresentam estado de conservação considerado bom ou ótimo. O total de ligações avaliadas pela CNT somou em 2004, cerca de km, correspondentes a 109 ligações, que podem incluir tanto rodovias federais quanto estaduais pavimentadas, com grande volume de transporte de cargas e/ou de passageiros, e que interliga territórios, de uma ou mais Unidades da Federação, em que se verificam relevâncias sociais, política e econômica (CNT, 2004). Com o intuito de iniciar um amplo conjunto de ações para melhoria ambiental das rodovias pavimentadas federais, foi criado, pelo Governo Federal, o Programa Nacional de Regularização Ambiental de Rodovias Federais, através da Portaria Interministerial Nº. 273, de 3 de novembro de 2004 (Ministério do Meio Ambiente e Ministério dos Transportes). O objetivo principal deste programa é adequar a malha rodoviária federal pavimentada existente às normas ambientais, compatibilizando-a com a necessidade de sua conservação, manutenção, restauração e melhoria permanente. Ficou estabelecido que para execução do programa de recuperação ambiental das rodovias serão observados os seguintes critérios para definição das prioridades: Rodovias com maior índice de acidentes e com maior potencial de risco ambiental; Rodovias prioritárias para o escoamento de produção; e Demais rodovias. Diante do anteriormente exposto, verifica-se que a definição de um cronograma para investimentos em melhorias ambientais das rodovias federais pavimentadas é um problema cuja solução pode envolver atores que possuem pontos de vista diferentes diante de muitos critérios de julgamento que normalmente permeiam uma decisão como essa, onde variáveis de ordem sócio-econômica, técnica e ambiental estão presentes. 2. METODOLOGIA DO TRABALHO A metodologia utilizada para realização deste trabalho apresentou as seguintes fases principais: 1. Definição do problema a resolver: ordenar ligações rodoviárias para montagem futura de um planejamento de intervenções (obras e serviços) de recuperação ambiental das rodovias; 2. Definição do conjunto de critérios e subcritérios (bem como de seus indicadores) utilizados para a solução do problema proposto, tendo em vista as diretrizes principais estabelecidas pelo Programa Nacional de Regularização Ambiental de Rodovias Federais do Governo Federal; 3. Atribuição da importância relativa de cada critério e subcritério; 4. Seleção de alguns trechos ou ligações rodoviárias para elaboração de um estudo de caso; 5. Obtenção dos valores dos indicadores dos subcritérios para cada trecho ou ligação rodoviária selecionada, através de pesquisa nos bancos de dados oficiais de órgãos como Ministério dos 895

3 Transportes, Departamento Nacional de Infra-estrutura dos Transportes Terrestres (DNIT), Confederação Nacional dos Transportes (CNT), dentre outros; 6. Modelagem do problema em ambiente computacional; 7. Avaliação dos resultados obtidos e comparação entre os métodos. 3. CRITÉRIOS E SUBCRITÉRIOS PARA O ESTUDO A escolha dos critérios principais procurou, sempre que possível, seguir as diretrizes estabelecidas pelo Programa Nacional de Regularização Ambiental de Rodovias Federais, que consideram como prioritárias as ligações rodoviárias com maior risco de acidentes, com maior risco ambiental e com maior importância estratégico-econômica (Governo Federal, 2004). De posse dos critérios principais foram selecionados alguns subcritérios, apresentados por intermédio de indicadores ou parâmetros, que serão descritos a seguir. Os valores dos indicadores ou parâmetros foram obtidos através dos relatórios de pesquisa e dos bancos de dados dos seguintes órgãos: Confederação Nacional dos Transportes CNT, Agência Nacional dos Transportes Terrestres ANTT, Fundação Instituto de Pesquisas Econômicas FIPE e Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes DNIT. Axioma da Exaustividade Se, j F, g j ( = g j (a), então, qualquer que seja a ação c, temos: c H b c H a, H {I, P, Q, R, ~, >, S} ; b H c a H c, H {I, P, Q, R, ~, >, S} Foi realizado um teste prático realizado com o objetivo de verificar se F é exaustiva, verificou-se se os critérios escolhidos estão representando todos os atributos que deviam realmente ser considerados no problema. Para isso, formulou-se o questionamento: Podemos imaginar duas ações a e b, verificando j F, g j ( = g j (a) e ainda assim ser possível justificar a negação da indiferença b I a? - Caso a resposta ao teste fosse positiva, o axioma da exaustividade não estaria sendo respeitado pela família F. Axioma da coesão Sejam a e b ações potenciais ligadas por uma relação segundo a qual a é pelo menos tão boa quanto b (a P b, a Q b ou a I. Se, por um processo qualquer, ocorrer aumento na performance de a, segundo um critério g k, permanecendo inalteradas as demais performances g i (a), i k, então a ação a* assim obtida é tal que sua relação com b se processa pelo menos no mesmo nível de intensidade anteriormente existente, ocorrendo ou não depreciação de alguma performance de b. Podemos imaginar duas ações a e b, verificando a I b diante das quais se justifica que, melhorando alguns desempenhos de a (os outros permanecendo inalterados) e/ou degradando alguns desempenhos de b (os outros permanecendo inalterados), chegamos a caracterizar duas ações a* e/ou b*, tais que a* não pareça ser ao menos tão boa quanto b*? Caso a resposta ao teste fosse positiva, o axioma da coesão não estará sendo respeitado pela família F. Nessa situação, as definições dos critérios teriam que ser revistas. Axioma da não-redundância Considere um critério k de F e, retirando esse critério, a família F\{k} deduzida de F. Admita que os n 1 critérios de F\{k} sejam suficientes para prover a essa nova família o papel inicial de F. Dizemos então que k é um critério redundante, isto é, sua retirada define uma família F\{k} que satisfaz às duas exigências de exaustividade e coesão. Ou seja, k é fortemente dependente dos n 1 critérios que constituem F\{k}. Existe um critério k cuja retirada define uma família que não passa nos testes de exaustividade e de coesão? Caso a resposta ao teste fosse negativa, o axioma da não-redundância não estaria sendo respeitado pela família F. Nessa situação, o critério k terá que ser excluído da análise. 896

4 RISCO DE ACIDENTES: critério que considera o potencial de ocorrência de acidentes de trânsito na rodovia. Foi subdividido em 3 subcritérios: Estado de conservação do pavimento, Geometria da via e Estado da sinalização. Os indicadores deste critério foram obtidos da Pesquisa Rodoviária realizada pela CNT, no ano de 2004 (Figura 1). Risco de Acidentes Estado de Conservação do Pavimento Geometria da Via Estado da Sinalização Figura 1 Critério Risco de Acidentes Estado de conservação do pavimento: subcritério que indica a atual condição da superfície da pista de rolamento e do pavimento do acostamento, quanto à segurança oferecida ao usuário. É avaliada através de 3 indicadores: Superfície da pista de rolamento, Pavimento do acostamento e Velocidade devido ao pavimento. Superfície da pista de rolamento: indica o percentual (%) de extensão da rodovia que apresenta algum tipo de defeito no pavimento da pista de rolamento, tais como: desgaste, afundamentos, ondulações, buracos, trincas e remendos. Pavimento do acostamento: indica o percentual (%) de extensão do acostamento da rodovia que se encontra destruído (com afundamentos, ondulações, buracos, trincas e remendos) ou desgastado. Velocidade devido ao pavimento: indica o percentual (%) de extensão do pavimento da pista de rolamento da rodovia, que obriga o usuário a promover a redução da velocidade de deslocamento ou o tráfego em baixíssima velocidade, devido às deficiências do pavimento. Geometria da via: subcritério que considera as características de projeto da rodovia. Neste trabalho consideraram-se apenas alguns indicadores de geometria da via que de alguma forma comprometem a segurança viária, como Acostamento e Tipo de rodovia. Acostamento: indica o percentual (%) de extensão da rodovia que não possui acostamento ou cujo acostamento se encontra tomado pelo mato, aumentando a sensação de insegurança do motorista. Tipo de rodovia: indica o percentual (%) de extensão da rodovia cuja configuração é em pista simples de mão dupla. De acordo com estudos da CNT, este tipo de rodovia é o que oferece maior insegurança e perigo para os usuários. As rodovias em pista dupla e com canteiro ou barreira central são aquelas que oferecem maior segurança aos usuários. Sinalização: subcritério que indica a atual condição da sinalização viária horizontal e vertical, que é um dos elementos mais importantes para avaliação das condições de segurança oferecidas pela rodovia aos seus usuários. A sinalização horizontal corresponde principalmente as faixas e demais sinais pintados no pavimento e no acostamento da rodovia. A sinalização vertical corresponde principalmente às placas e aos demais sinais colocados verticalmente ao longo da rodovia. Linhas de faixas centrais: indica o percentual (%) de extensão da rodovia cujas faixas centrais estão desgastadas ou inexistem. A ausência destas faixas pode favorecer o aumento do número de acidentes. 897

5 Linhas de faixas laterais: indica o percentual (%) de extensão da rodovia cujas faixas laterais estão desgastadas ou inexistem. A ausência destas faixas pode favorecer o incremento do número de acidentes. Placa limite de velocidade: indica o percentual (%) de extensão da rodovia com ausência de placas indicativas de limite de velocidade. A ausência destas placas pode estimular o excesso de velocidade e o aumento do número de acidentes. Placa de advertência de locais perigosos: indica o percentual (%) de locais da rodovia com ausência de placas indicativas de advertência de locais perigoso, onde a mesma se faz necessária. A ausência destas placas pode aumentar o número de acidentes. Placa de advertência de animais na pista: indica o percentual (%) de locais da rodovia com presença de animais na pista, que não possui sinalização de alerta. A ausência destas placas pode aumentar o número de acidentes. Dispositivo de proteção contínua: indica o percentual (%) de locais da rodovia com ausência de dispositivo de proteção contínua (defensas metálicas ou barreiras de concreto), onde o mesmo se faz necessário. A ausência destes dispositivos pode aumentar o número de acidentes com vítimas fatais. IMPORTÂNCIA ECONÔMICA E ESTRATÉGICA: critério que indica a importância da ligação rodoviária em termos sócio-econômicos e estratégicos. O maior problema para trabalhar-se com este critério é a falta de um banco de dados confiável e completo em termos de volume médio de tráfego e de volume de cargas transportadas. Neste trabalho trabalhou-se com os subcritérios ou indicadores: Volume Médio Diário de Veículos (VMD) e Transporte de passageiros por coletivos interestaduais. Um indicador importante é o volume de transporte de carga, porém este não foi utilizado devido à falta de dados em vários pontos da matriz origem x destino divulgada pela FIPE, principalmente dos Estados da região Norte. Sabe-se também que os dois subcritérios escolhidos não são totalmente independentes, pois no VMD também estão computados os Coletivos Interestaduais. Para levar em conta esta dependência utilizou-se pertinência inferior a 1 para estes subcritérios (Figura 2). Para melhor detalhamento do conceito de pertinência e Teoria dos Conjuntos Nebulosos consulte (Delgado et al, 1994), (Klir et al, 1996) e (Zadeh, 1978). Importância Econômica e Estratégica Volume médio diário de veículos (VMD) Transporte de Passageiros por Coletivos Figura 2 Critério Importância Econômica e Estratégica. Volume Médio Diário Anual de veículos (VMD): indica o volume médio de veículos que passam por dia no trecho rodoviário, considerando-se a média diária calculada para um ano inteiro de medição. Para este trabalho foram utilizados os dados mais recentes fornecidos pelo Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes (DNIT, 2001). Transporte de passageiros por coletivos interestaduais: indica a quantidade de passageiros transportados por ano, ida e volta, nas ligações regionais entre os grandes centros nacionais e 898

6 regionais. Para este trabalho foram utilizados os dados fornecidos pela Agência Nacional dos Transportes Terrestres (ANTT, 2003). RISCO AMBIENTAL: critério que considera o potencial de risco ambiental nas faixas de domínio e lindeiras da rodovia, oriundo principalmente dos passivos ambientais. Os indicadores deste critério (Figura 3) foram divididos de acordo com a classificação dos problemas ambientais em 5 grupos (I, II, III, IV e V), conforme preconiza o Manual Rodoviário de Conservação, Monitoramento e Controle Ambientais (DNER, 1996). Risco Ambiental Problemas Ambientais do Grupo I Problemas Ambientais do Grupo II Problemas Ambientais do Grupo III Problemas Ambientais do Grupo VI Problemas Ambientais do Grupo V Figura 3 Critério Risco Ambiental. Como ainda não existem dados quantitativos oficiais para a avaliação deste critério, foi sugerido para este trabalho um grau conforme a avaliação qualitativa da gravidade e da quantidade dos problemas ambientais. Para a avaliação da quantidade dos problemas ambientais foram criadas as variáveis lingüísticas: BAIXA, MÉDIA e ALTA. Para a avaliação da gravidade média dos problemas ambientais foram criadas as variáveis lingüísticas: LEVE, MÉDIA e GRAVE. Para cada combinação das avaliações quantidade e gravidade foi criado um Grau do Passivo Ambiental que varia de 1 a 5. Quanto maior este grau maior é o risco ambiental. A Tabela 1 mostra o grau do passivo ambiental para as combinações de quantidade e gravidade. Tabela 1: Proposta de grau para avaliação qualitativa dos problemas ambientais. gravidade quantidade Leve Média Grave Baixa Média Alta Fonte: sugestão do próprio autor Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo I: São decorrentes da implantação da rodovia (erosões, assoreamentos, ravinamentos, inundações, deslizamentos, etc.), que interferem ou tenham potencial para interferir no corpo estradal e em áreas ou comunidades lindeiras à faixa de domínio. Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo II: São decorrentes de antigas áreas de uso para apoio as obras que interferem ou tenham potencial de interferência na rodovia e/ou comunidades lindeiras. Compreende problemas originados em áreas utilizadas para apoio às obras, como: exploradas para obtenção de materiais de construção e ocupadas por bota-foras. Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo III: São problemas ambientais decorrentes de atividades não decorrentes da operação da rodovia. Compreende o registro de passivos decorrentes de ações de terceiros (lavouras, indústrias, atividades agrícolas, terraplanagens e lixo) que interfiram ou com potencial de interferência no corpo estradal e faixa de domínio. 899

7 Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo IV: Identificação de interferência com núcleos urbanos. Compreende a caracterização das travessias urbanas e seus equipamentos. Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo V: Identificação de acessos irregulares e ocupação da faixa de domínio. Compreende a caracterização dos acessos sem padronização técnica e o uso indevido da faixa de domínio por terceiros. 4. ATRIBUIÇÃO DOS PESOS E PERTINÊNCIAS JUSTIFICATIVAS A atribuição dos pesos para os critérios, subcritérios e indicadores foi realizada pelos próprios autores deste trabalho, avaliando-se primeiramente o significado e depois a importância relativa de cada critério nos níveis hierárquicos estabelecidos. Para tal foi utilizado um módulo de software THOR que permite a elicitação dos pesos em um escala de razões. O módulo baseia-se em questionamentos em uma análise paritária, criando um vetor, e testa a consistência dos decisores, pelo uso de novas perguntas. Posteriormente faz uma agregação dos valores dos decisores e apresenta agregação em uma tabela. Os decisores podem então usar os valores obtidos, ou reiniciar o processo. A escala para atribuição dos pesos variou de 1 a 10, de acordo com a importância relativa de cada critério, subcritério ou indicador, nos níveis correspondentes. Com exemplo pode ser citada a atribuição de pesos para os critérios do 1º nível: Risco de Acidentes (5), Importância Econômica e Estratégica (3) e Risco Ambiental (2). Utilizou-se o conceito de escala de razões. Para os indicadores do critério RISCO DE ACIDENTES, foi atribuída pertinência igual a 1 (certeza), pois as informações obtidas da Pesquisa Rodoviária da CNT são bastante recentes (do ano de 2004). O conceito de pertinência advém da Teoria dos Conjuntos Nebulosos e identifica o grau de certeza da informação, 1 certeza plena, e 0 total incerteza. O algoritmo do THOR (Gomes, 1999 e 2005) requer esta informação. Para os subcritérios Volume Médio Diário de Veículos e Transporte de passageiros por coletivos do critério principal IMPORTÂNCIA ECONÔMICA E ESTRATÉGICA foram atribuídas pertinências inferiores a 1,0 pois tais subcritérios não são totalmente independentes, pois no VMD também estão computados os coletivos interestaduais. Para o indicador Volume Médio Diário de Veículos (VMD), foi atribuído o valor de 0,7 para a pertinência, pois as informações são referentes ao ano de 2001 e foi usada a média ponderada dos valores de cada segmento que compõe a ligação rodoviária como representativa desta. Para o indicador Transporte de passageiros por coletivos, foi atribuído o valor de 0,8 para a pertinência, pois as informações são referentes ao ano de 2003 sendo consideradas como se o transporte entre as duas cidades da ligação tivesse sido realizado somente pela ligação considerada. Para todos os indicadores do critério RISCO AMBIENTAL, foi atribuído o valor de 0,5 para a pertinência, pois, dada à inexistência de informações oficiais sobre o passivo ambiental das rodovias no Brasil, a avaliação dos indicadores foi realizada de maneira bastante subjetiva e imprecisa, observando de modo intuitivo a quantidade e a gravidade dos problemas ambientais de cada grupo. A Tabela 2 apresenta um resumo de todos os critérios, subcritérios e indicadores, com seus respectivos pesos e valores de pertinência, utilizados neste trabalho. Os valores em parêntesis correspondem aos pesos locais dos critérios e subcritérios em cada agrupamento ou nível hierárquico. Tabela 2: Conjunto de Critérios, Indicadores, Unidades de Medida, Pesos e Pertinências. Cri. RISCO DE ACIDENTES (5) Indicadores Unidade de Medida Peso (1-10) Pertin. (0-1) Superfície da Pista de Rolamento % Com Defeitos (5) 1,0 Estado de Conservação do Pavimento (4) Velocidade devido ao Pavimento Geometria da Via Pavimento do Acostamento % Destruído ou Desgastado (2) 1,0 Condições do Acostamento % que obriga a Redução de Velocidade ou Tráfego em Baixíssima Velocidade % sem Acostamento ou Com Acostamento Tomado Pelo Mato (3) 1,0 (3) 1,0 900

8 (3) Tipo de Rodovia % em Pista Simples de Mão Dupla (7) 1,0 IEE (3) RISCO AMBIENTAL (2) Estado da Sinalização (3) Horiz. Linhas de Faixas Centrais % Desgastada ou Inexistente (6) 1,0 (5) Linhas de Faixas Laterais % Desgastada ou Inexistente (4) 1,0 Vertical (5) Placa Limite de Velocidade % Ausência (3) 1,0 Placa Adv. de Locais Perigosos % Ausência, mas necessária (4) 1,0 Dispositivos de Prot. Contínua % Ausência, mas necessário (2) 1,0 Animais na Pista % Presente, sem Sinaliz. de Alerta (1) 1,0 Tráfego de Veículos Volume Médio Diário de Veículos (6) 0,7 Transporte de passageiros por coletivos interestaduais Passageiros Transportados / Ano (4) 0,8 Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo I Grau do Passivo Ambiental (2,5) 0,5 Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo II Grau do Passivo Ambiental (2,5) 0,5 Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo III Grau do Passivo Ambiental (2) 0,5 Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo IV Grau do Passivo Ambiental (1) 0,5 Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo V Grau do Passivo Ambiental (2) 0,5 5. ESTUDO DE CASO SELEÇÃO DAS LIGAÇÕES RODOVIÁRIAS O estudo apresentado neste trabalho considerou quatro ligações rodoviárias dentre as 109 ligações propostas pela Pesquisa Rodoviária da CNT, realizada em A metodologia da CNT define ligação rodoviária como uma extensão formada por uma ou mais rodovias federais ou estaduais pavimentadas, com grande volume de transporte de cargas e/ou passageiros, e que interliga territórios, de uma ou mais Unidades da Federação, em que se verificam relevâncias sociais, políticas e econômicas. Para este trabalho foram escolhidas as seguintes ligações rodoviárias: 1.(DF)-(MT) = 1074 km / BR-060, BR-364 e BR (MT)-Porto Velho(RO) = 1535 km / BR-070, BR-174 e BR Belém(PA)-(DF) = 1977 km / BR-316, BR-010, BR-230, BR-226, BR-153 e BR (DF)-Salvador(BA) = 1361 km / BR-020, BR-242 e BR-116. A Tabela 3 apresenta os valores dos indicadores dos subcritérios que foram utilizados neste estudo. Tabela 3: Valores dos Indicadores (Classificações) para cada Ligação Rodoviária. Estado de Conservação do Pavimento Geometria da Via Indicadores Unidade de Medida Ligação Rodoviária Superfície da Pista de Rolamento % Com Defeitos 49,8 54,3 58,3 30,7 Pavimento do Acostamento % Destruído ou Desgastado 30,3 38,3 46,4 39,7 Velocidade devido ao Pavimento Condições do Acostamento % que obriga a Redução de Veloc. ou Tráfego em Baixíssima Veloc. % sem Acostamento ou Com Acostamento Tomado Pelo Mato 11,8 9,2 21,5 17,5 6,7 15,1 13,5 50,6 Tipo de Rodovia % em Pista Simples de Mão Dupla 84,7 98,7 93,6 98,5 Estado da Sinalização Horiz. Vertical Linhas de Faixas Centrais % Desgastada ou Inexistente 28,6 11,2 43,1 22 Linhas de Faixas Laterais % Desgastada ou Inexistente 38,2 13,7 46,7 33 Placa Limite de Velocidade % Ausência 33,2 63,6 64,4 62,2 Placa Adv. de Loc. Perig. % Ausência, mas necessária 7,4 3,3 5,6 24,2 Dispos. de Prot. Contínua % Ausência, mas necessário 19,6 0 22,7 16,5 Animais na Pista % Presente, sem Sinaliz. de Alerta 3,7 0 6,1 1,5 901

9 Tráfego de Veículos Volume Médio Diário de Veículos Transporte de passageiros por coletivos interestaduais Passageiros Transportados / Ano Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo I * Grau do Passivo Ambiental Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo II * Grau do Passivo Ambiental Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo III * Grau do Passivo Ambiental Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo IV * Grau do Passivo Ambiental Problemas Ambientais pertencentes ao Grupo V * Grau do Passivo Ambiental * para a classificação dos problemas ambientais os dados foram apenas sugeridos (não existem dados oficiais). 6. ANÁLISE PELOS MÉTODOS MULTICRITERIAIS 6.1 THOR O THOR é um algoritmo híbrido de apoio à decisão multicritério desenvolvido por Gomes (1999) e trabalha com relações de sobreclassificações, teoria dos conjuntos nebulosos e teoria dos conjuntos aproximativos. O sistema trabalha com elementos discretos para alternativas, critérios e decisores. Em termos de atribuição de pesos o THOR (Gomes, 2005) permite trabalhar com escala de razões, de intervalos ou ainda permite a atribuição direta de pesos. Neste trabalho optou-se pela atribuição direta de pesos. Uma das grandes vantagens do algoritmo THOR é a possibilidade de se atribuir pertinências (entre 0 e 1) aos critérios e às classificações dos critérios. O THOR apresenta como resultado três tipos de ordenações: Forte, Média e Fraca. Para este trabalho foi utilizado o programa THOR versão 2.0, desenvolvido no Centro de Análises de Sistemas Navais CASNAV. A análise foi realizada dividindo-se o problema em vários estudos por critérios e subcritérios e para todas as ordenações propostas pelo método (Forte, Média e Fraca). A Figura 4 apresenta o resultado obtido para a ordenação Forte. Os resultados apresentados pelo THOR mostram a seguinte ordenação das ligações rodoviárias: 1º Belém- / 2º - / 3º -Salvador / 4º -Porto Velho. Os resultados apontam também a ligação rodoviária Belém- como aquela de maior prioridade e a ligação -Porto Velho como a de prioridade mais baixa dentre as quatro ligações. As ligações - e -Salvador (2º e 3º lugares respectivamente) parecem apresentar prioridades equivalentes de acordo com as ordenações Forte e Fraca. A ligação -Porto Velho parece ser equivalente a -Salvador somente na ordenação Média. De acordo com as ordenações, as ligações Belém- e -Salvador apresentam maiores riscos de acidentes. A ligação - é a de maior importância econômica e estratégica e as ligações Belém- e -Porto Velho são as que apresentam maiores riscos ambientais. 902

10 CONSERV. PAV. BC 1,50 CP 1,50 BB 1,50 BS 1,50 RISCO ACIDENTES GEOMETRIA VIA BB 1,60 BS 2,00 BS 1,60 CP 1,70 BC 1,00 BB 1,50 CP 1,00 BC 0,50 SINAL. VERTICAL BB 1,80 BC 1,50 ORDENAÇÃO FINAL IMP. ECON. ESTR. SINALIZAÇÃO CP 1,00 BB 2,00 BC 2,10 BB 3,00 BS 1,00 BC 1,50 BB 1,70 BC 1,50 BS 1,50 CP 0,50 BS 1,00 CP 1,00 BS 0,50 CP 0,50 SINAL. HORIZONT. BB 2,60 BC 1,50 RISCO AMBIENTAL BS 1,50 BB 1,85 CP 0,00 CP 1,65 BC 1,00 BS 0,50 Figura 4: Ordenação Forte com o uso do THOR. (BB=Belém- / BC =- / BS=-Salvador / CP=-Porto Velho) 6.2 Método de Análise Hierárquica AHP O AHP baseia-se em uma estrutura hierárquica dos objetivos, critérios/indicadores e alternativas consideradas para um estudo. Conforme os grupos determinados na estrutura hierárquica, realizam-se comparações entre pares de critérios/indicadores, quanto à importância de cada um destes em relação ao objetivo da análise estabelecendo matrizes de comparações paritárias. Depois são atribuídos os pesos locais e calculados os pesos globais para cada critério/indicador nos vários níveis hierárquicos e em relação às alternativas em estudo. No AHP as alternativas correspondem ao último nível hierárquico, ou seja, ao nível mais inferior. Ao final, é obtido um valor único para cada alternativa (que varia entre 0 e 1) que agrega todos os critérios considerando a importância e a classificação para cada um deles. Para cálculo da ordenação pelo AHP foram elaboradas planilhas no Excel da Microsoft, que permitiram realizar análises gráficas de sensibilidade. Para um melhor detalhamento do AHP consulte (Belton, 1986) e (Saaty, 1991). Em geral o método AHP envolve cinco etapas: a) decompor o problema em uma hierarquia dos critérios e/ou atributos que afetam a decisão; o topo do vértice é o objetivo a ser alcançado, a parte inferior são as alternativas que serão comparadas, e a parte intermediária são os critérios; coletar os dados de entrada para a comparação paritária dos elementos de decisão; se forem comparadas as alternativas são comparações de preferências, se forem comparados critérios são comparações de importância, em ambas as comparações é utilizado o conceito de escala de razões; c) calcular os pesos relativos dos elementos de decisão, bem como o autovetor da matriz de julgamento para a comparação paritária; d) agregar os pesos relativos dos elementos de decisão de forma a obter um resultado numérico. O resultado do AHP aponta a ligação rodoviária Belém- como aquela de maior prioridade e a ligação -Porto Velho como a de prioridade mais baixa dentre as quatro ligações, conforme Tabela 4. Pelos resultados gráficos do AHP (Figura 5) verifica-se que as ligações Belém- e - Salvador são as que apresentam maiores riscos de acidentes. A ligação - é a que apresenta maior importância econômica e estratégica e a ligação Belém- é a que apresenta maior risco ambiental. 903

11 Tabela 4: Ordem final pelo Método de Análise Hierárquica Ordem Ligação Rodoviária Valor Final 1 ª Belém - 0,290 2 ª - Salvador 0,267 3 ª - 0,239 4 ª - Porto Velho 0,204 0,350 RISCO DE ACIDENTES 0,300 0,160 Grau 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,033 0,056 0,096 0,048 0,110 0,100 0,062 0,049 0,082 0,074 0,147 0,144 Grau 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,110 0,100 0,147 0,144 0,000 P. Velho Belém Ligação Rodoviária Salvador 0,020 0,000 P. Velho Belém Salvador RISCO DE ACIDENTES IMPORT. ECON. E ESTRATÉGICA RISCO AMBIENTAL Ligação Rodoviária IMPORT. ECON. E ESTRATÉGICA RISCO AMBIENTAL 0,120 0,070 0,100 0,060 0,080 0,050 Grau 0,060 0,040 0,020 0,096 0,048 0,082 0,074 Grau 0,040 0,030 0,020 0,010 0,033 0,056 0,062 0,049 0,000 P. Velho Belém Salvador 0,000 P. Velho Belém Salvador Ligação Rodoviária Ligação Rodoviária Figura 5: Resultados gráficos do AHP 6.3 Método ELECTRE II O método ELECTRE II pertence à chamada Escola Francesa de Apoio Multicritério à Decisão e foi criado por Bernard Roy, no ano de Uma das principais características introduzidas pelos métodos da família ELECTRE (ELimination Et Chaoix Traduissant la REalité) foi um novo conceito de modelagem de preferências que procura ser uma representação mais realista do que a utilizada na teoria da decisão (Gomes el al, 2002). Os métodos ELECTRE I e II fazem uso da relação de sobreclassificação asb que corresponde a uma combinação de três relações binárias: indiferença (ai, preferência fraca (aq e preferência forte ou estrita (ap. Aplicando a relação de sobreclassificação aos elementos de um conjunto A de possíveis decisões ou alternativas, pode-se definir que uma alternativa a sobreclassifica b, ou asb, se a alternativa a é pelo menos tão boa quanto a alternativa b. Segundo Gomes (Gomes et al, 2002) tenta-se com isto identificar no contexto de um problema de decisão se existe ou não uma relação de dominância entre duas alternativas. O método ELECTRE II foi um aprimoramento do método ELECTRE I e visa esclarecer a decisão por meio de uma ordenação das ações, a chamada problemática γ. Interessante destacar alguns fundamentos importantes usados nos métodos ELECTRE. Entre estes estão os conceitos de concordância e discordância. A concordância consiste no fato de um subconjunto significativo de critérios considerar que a alternativa a é (fracamente) preferível à alternativa b. A discordância consiste no fato de que não existem critérios em que a intensidade da preferência de b em relação a a ultrapasse um limite aceitável. Logo, devem ser definidos os limites de concordância C e de discordância D para verificação da relação de sobreclassificação. Quanto maior o valor de C e menor o 904

12 de D, mais forte será a relação de sobreclassificação, ou seja, mais certeza ter-se-á da relação de classificação apresentada como resultado. A relação de sobreclassificação será definida da seguinte forma: asb se e somente se C(a, C e D(a, D. O método ELECTRE II define duas relações de sobreclassificação, uma chama de forte, S F, e outra chamada fraca, S f, representando esta segunda como um relaxamento da exigência em admitir a hipótese de asb. Desta forma criam-se duas relações de sobreclassificação com riscos diferentes. Isto é feito definindo-se três índices de concordância (C 1, C 2 e C 3 ) e dois de discordância (D 1 e D 2 ), onde se tem as relações: 1 C 1 C 2 C 3 0 e 1 D 1 D 2 0 (Gomes et al, 2002) (Roy e Bouysson, 1993). A Sobreclassificação Forte S F ocorre somente se satisfizer a pelo menos uma das condições: C( a, C ; 1 C( a, C2; S F = D( a, D1 ; ou S F = D( a, D2; + + K ( a, K ( a,. K ( a, K ( a,. A Sobreclassificação Fraca S f ocorre somente se atender à condição: C( a, C3; S f = D( a, D1 ; + K ( a, K ( a,. Onde: K + (a,: soma dos pesos dos critérios em que ocorre preferência de a sobre b; K - (a,: soma dos pesos dos critérios em que ocorre preferência de b sobre a. Para a análise pelo método ELECTRE II foram definidos os limites de preferência e de indiferença para cada subcritério, bem como os valores limites de concordância C e discordância D: C 1 =0,60, C 2 =0,55 e C 3 =0,50; D 1 =0,50 e D 2 =0,40. A Tabela 5 apresenta as matrizes de concordância e de discordância calculadas para o problema. Tabela 5: Matriz de Concordância e de Discordância Matriz de Concordância C(a, Matriz de Discordância D(a, Alt Alt ,648 0,233 0, ,750 1,000 1, ,550-0,553 0, ,510-0,500 0, ,840 0,895-0, ,491 0,051-0, ,605 0,590 0, ,500 0,500 0,500 - Os resultados finais para o método ELECTRE II podem ser observados nos grafos seguintes: BC CP BC CP BB BS BB BS Figura 6: Grafos resultantes das Sobreclassificações Forte e Fraca pelo método ELECTRE II 7. COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS, CONCLUSÕES E PESQUISAS FUTURAS Todos os métodos apresentaram as mesmas conclusões com relação às ligações rodoviárias e os critérios principais: Belém- e -Salvador são as que apresentam maiores risco de acidentes, Belém- e - são as que apresentam maior importância econômica e estratégica, Belém- e -Porto Velho são as que apresentam maiores riscos ambientais. Interessante também destacar que o método ELECTRE II na sobreclassificação fraca mostrou que o 905

13 grupo formado pelas ligações Belém- e -Salvador domina o grupo formado por - e -Porto Velho. Os resultados apresentados pelos métodos THOR, AHP e ELECTRE II apresenta uma coerência na ordenação final das ligações rodoviárias, conforme Tabela 6. Tabela 6: Comparação entre os métodos Ordem THOR * AHP ELECTRE II 1ª Belém - Belém - Belém - 2ª - Salvador - Salvador 3ª Salvador - - 4ª - Porto Velho - Porto Velho - Porto Velho * Para a ordenação Forte. Cada método apresenta vantagens e desvantagens, cabendo aos tomadores de decisão a escolha do mais adequado para o problema que se deseja resolver. Uma das vantagens do método THOR é a possibilidade do uso do conceito de pertinência para os pesos e critérios, trazendo uma realidade maior ainda para a tomada de decisão. Algumas diferenças encontradas entre a ordenação dada pelo método THOR e a fornecida pelos métodos AHP e ELECTRE II pode ser devido à utilização (inclusão do conceito) dos valores de pertinência. Cabe lembrar que este trabalho, apesar de ter um cunho acadêmico, apresentou uma modelagem de um problema real e que também pode ser aplicado para ordenação de segmentos dentro de uma mesma ligação rodoviária. Face aos resultados promissores apresentados por este estudo, pretende-se, como pesquisas futuras, a continuação deste trabalho, propondo a utilização dos métodos multicritérios nos novos planejamentos de obras em rodovias, juntamente com a inclusão de novos trechos rodoviários nos estudos. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANTT, (2003). Anuário Estatístico sobre o desempenho do Transporte Rodoviário Interestadual e Internacional Coletivo de Passageiros. Disponível em: <www.antt.gov.br/passageiro/anuarios.asp.> Acessado em: 15 Abr BELTON, V., (1986). A Comparison of the Analytic Hierarchy Process and Simple Multi-Attribute Value Function, European Journal of Operational Research, n. 26, pp CNT, (2004). Pesquisa Rodoviária Relatório Analíticos e Gerencial DELGADO, M., VERDEGAY, J. L., VILA, M. A., (1994), Fuzzy Numbers, definitions and Properties, Mathware & Soft Computing, pp DNER, (1996). Manual Rodoviário de Conservação, Monitoramento e Controle Ambientais, Rio de Janeiro. DNIT, (2001). Banco de Dados de Volume Médio Diário. Disponível em: <www.dnit.gov.br /rodovias/contagem/volumetrica>. Acessado em: 15 Abr GOMES, C. F. S., (1999). THOR: Algoritmo Híbrido de Apoio à Decisão Multicritério. Tese de Doutorado do Programa de Engenharia de Produção da COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro. GOMES, L. F. A. M., GOMES C. F. S. G, ALMEIDA A. T. (2002). Tomada de Decisão Gerencial: Enfoque Multicritério. Editora Atlas, São Paulo. GOMES, C. F. S., (2005). Using MCDA Methods THOR in an Application for Outranking the Ballast Water Management Options. Revista Pesquisa Operacional, volume 25, número1, p GOVERNO FEDERAL, (2004). Portaria Interministerial Nº 273, de 3 de novembro de 2004 (Ministério do Meio Ambiente e Ministério dos Transportes). Programa Nacional de Regularização Ambiental de Rodovias Federais., DF. KLIR, G. J., YUAN, B., (1996). Fuzzy Sets, Fuzzy Logic, and Fuzzy System. Vol. 6, Advances in Fuzzy Systems, Applications and Theory. ROY, B., BOUYSSON, D., (1993). Aide Multiple a la Décision: Méthodes et cas, Ed. Economica, France. SAATY, T. L., (1991). Método de Análise Hierárquica, McGraw-HILL, revisado, Brasil. ZADEH, L. A., (1978), Fuzzy sets as a basis for theory of possibility, Fuzzy Sets and Systems, v. 1, pp

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