Disciplina: TRANSPORTES. Sessão Prática 3: Desempenho e vocações dos vários modos de transporte

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1 Mestrado Integrado em Engenharia Civil Licenciatura em Engenharia do Território Disciplina: TRANSPORTES Prof. Responsável: José Manuel Viegas Sessão Prática 3: Desempenho e vocações dos vários modos de transporte Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 1/19

2 Transporte de Passageiros Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 2/19

3 Grande variedade de soluções de transporte Existe uma grande variedade de soluções para o transporte, quer de pessoas, quer de mercadorias Várias chaves de classificação podem ser adoptadas Meio em que se desloca (terra, mar, ar) Sobre que tipo de infra-estrutura e de tracção Que regime de partilha da infra-estrutura Que tipo de veículo, motorizado ou não nos motorizados com que tipo de propulsão / vector energético Que grau de autonomia de condução / exigências de controlo externo Capacidade, velocidade, aceleração, autonomia de viagem Esta variedade permite escolher soluções muito bem adaptadas a diferentes requisitos de mobilidade Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 3/19

4 Exemplo da variedade para transporte urbano de passageiros Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 4/19

5 Requisitos (de procura) e respostas (da oferta) Os principais requisitos a nível de cada cliente são Dimensão do grupo (lote) a transportar Distâncias envolvidas e nº de pontos intermédios a servir Tempos desejados até aos destinos final e intermédios Níveis de conforto, número máximo de transbordos Custos máximos a suportar A limitação de custos pode impedir o recurso a uma oferta exclusiva para esse cliente, com ajuste ideal aos seus requisitos Recurso a soluções baseadas em transportes para múltiplos clientes com requisitos similares Nesses casos, ganham especial importância Frequência de serviço Velocidade comercial (considerando as várias paragens) Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 5/19

6 Capacidade por veículo e capacidade em linha Frequências mais elevadas infra-estrutura dedicada Modos Intervalo entre circulações (s) Frequência (n circ./h) Autocarro Eléctrico Metro Ligeiro VAL (Metro automático) Metro Comboio Fonte: Vuchic, V (2005), Urban Trans it, Wiley, 2005 Intervalos entre passagens aceitáveis Serv. Urbano Serv. Suburbano Serv. Regional 10 mins 20 mins 30 mins Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 6/19

7 Custos de investimento Custos com o pessoal a bordo (motoristas e maquinistas) Estes valores situam-se entre os 1300 e 1500 /mês e contemplam já todos os subsídios e horas extraordinárias, férias e contribuições para a Segurança Social. O horário de trabalho é normalmente de 8 horas/dia, 5 dias/semana. O número de horas efectivas de condução é inferior ao horário de trabalho, normalmente 6 horas em 8. Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 7/19

8 Consumos de Energia Sessão Prática 3: Desempenho e vocações dos vários Consumo energia / VK (WTW) [MJ/km] Consumo energia /PK 80% lotação Rácio sobre minimo Consumo energia /PK ocup média Rácio sobre minimo Ocup Modo Lotação Média Automóvel (ciclo urbano) 3, % 0,770 10,27 2,369 39,49 Autocarro Urbano 19, % 0,291 3,88 1,110 18,50 Metro 43, % 0,098 1,30 0,390 6,50 Comboio Suburbano 71, ,80% 0,104 1,38 0,380 6,33 Bicicleta 0, % 0,075 1,00 0,060 1,00 Andar 0, % 0,200 2,67 0,160 2,67 Fonte: Elaboração própria sobre dados IDMEC-IST (aulas teóricas) Notas: VK Veículos.quilómetros PK Passageiros.quilómetros WTW Well-to-Wheel (Português: do poço até à roda ) corresponde ao consumo total de energia desde que o recurso primário é extraído até à sua utilização finall, i.e. propulsão transmitida à roda. Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 8/19

9 Exercício 1 - Enunciado Foi decidido criar um serviço de transporte ligando duas aglomerações urbanas. Existe a possibilidade deste serviço ser feito pelos seguintes modos: autocarro, eléctrico, metro e comboio. a) Analise a evolução do número de circulações por hora, intervalo entre circulações, taxa de ocupação, e custos energéticos por passageiro assumindo que a procura poderá variar entre 800 e 5600 passageiros/hora. b) Considere agora que por um questão de garantia de qualidade mínima da exploração tem de existir sempre um número mínimo de 4 circulações por hora, sendo que para o comboio esse número será de 2. Como evoluiriam os indicadores referidos anteriormente? c) Assuma agora que a ocupação máxima permitida por veículo seria de 85%. Como evoluiriam os indicadores referidos anteriormente? Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 9/19

10 Exercício 1 Enunciado - Características dos vários modos Considere as seguintes características para os vários modos custos veic*km - energia autocarro 0,83 electrico 1,45 metro 1,78 Comboio 2,98 consumo energético MJ/(Veic*km) autocarro 20 electrico 35 metro 43 Comboio 72 Lotação Modo n lugares autocarro 75 electrico 225 metro 450 Comboio 900 Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 10/19

11 Exercício 1 Resolução Expressões relevantes [unidade] Nº circulações/hora = (Nºpassageiros/Lotação) [veic/hora] Intervalo entre passagens = (60/Nº circulações)*60 [seg] Taxa de ocupação = (Nº passageiros/(nº circulações*lotação) [pass/veic] Custos totais de energia = (Nº circulações* Custos energia/veículo) [euros/veic] Custo de energia/pass = (Custos totais de energia/nº pass) [euros/pass] Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 11/19

12 Exercício 1 Resolução alínea a) Modo Autocarro Eléctrico Metro Comboio volume de passageiros horário passageiros Indicadores n circulações/hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 97% 97% 100% 100% 100% 99% 100% custos energia Custo energia/pax n circulações/hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 89% 89% 97% 100% 97% 96% 100% custos energia Custo energia/pax n circulações/hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 89% 89% 89% 100% 97% 96% 96% custos energia Custo energia/pax n circulações/hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 89% 89% 89% 100% 89% 96% 89% custos energia Custo energia/pax O autocarro não tem capacidade para transportar 5600 passageiros, excede o número máximo de circulações/h Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 12/19

13 Exercício 1 Resolução alínea b) Modo Autocarro Eléctrico Metro Comboio volume de passageiros horário passageiros Indicadores n circ hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 97% 97% 100% 100% 100% 99% 100% custos energia Custo energia/pax n circ hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 89% 89% 97% 100% 97% 96% 100% custos energia Custo energia/pax n circ hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 44% 89% 89% 100% 97% 96% 96% custos energia Custo energia/pax n circ hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 44% 89% 89% 100% 89% 96% 89% custos energia Custo energia/pax Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 13/19

14 Exercicio 1 Resolução alínea c) Modo Autocarro Eléctrico Metro Comboio volume de passageiros horário passageiros Indicadores n circ hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 82% 82% 84% 84% 84% 85% 85% custos energia Custo energia/pax n circ hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 71% 79% 82% 84% 82% 83% 83% custos energia Custo energia/pax n circ hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 59% 71% 76% 80% 82% 83% 83% custos energia Custo energia/pax n circ hora intervalo pass (s) taxa de ocupação 44% 59% 67% 80% 76% 83% 78% custos energia Custo energia/pax Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 14/19

15 Exercício 1 Resolução Comparação das diferenças de evolução entre cenários Custo energético da deslocação por modo Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 15/19

16 Exercício 1 Resolução Comparação das diferenças de evolução entre cenários Custo energético por passageiro para cada modo Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 16/19

17 Exercício 1 Resolução Conclusões Para as condições apresentadas, o modo energeticamente mais eficiente é o comboio. As necessidades de exploração, i.e. garantir um número mínimo de circulações por hora ou garantir que a taxa de ocupação não excede um determinado valor (85%), alteram a eficiência energética dos vários modos, embora no presente caso não sejam suficientes para alterar a classificação dos vários modos. Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 17/19

18 Exercício 2 Enunciado A procura de transporte (passageiros/hora) entre dois aglomerados ao longo do dia é indicada na tabela seguinte: Período 6h-8h 8h-10h 10h-17h 17h-20h 20h-24h Procura horária a. Compare os modos Autocarro e Comboio em termos de taxas de ocupação e custos energéticos totais e por passageiro*km, considerando os seguintes pressupostos: Distância entre os diferentes aglomerados: 10 km, por estrada, e de 12 km em linha férrea. Para o autocarro, poderá ser criada uma pista própria ao longo do traçado da estrada. Os serviços serão dimensionados para uma taxa de ocupação máxima dos veículos de 85%. A oferta mínima horária será de 2 circulações por hora As lotações e custos energéticos são indicados na tabela seguinte. Modo Lotação (nº lugares) Custos Energéticos/ (veic*km) Autocarro Comboio Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 18/19

19 Exercício 2 Enunciado b. Considere que os custos associados ao investimento da construção destes dois sistemas são de 20 M /km para o comboio e de 2,5 M /km para o autocarro. Considerando que os passageiros a utilizar o sistema seriam todos desviados do automóvel, quantos anos de operação seriam necessários para se atingir o break even (i.e., custos acumulados iguais ás poupanças acumuladas) em termos energéticos? Considere os seguintes pressupostos: Considere apenas os dias úteis Taxa de ocupação do automóvel = 1,2 passageiros/veículo Custos energéticos de operação do automóvel = 0,12 /(veic.km) c. As velocidades de cada um dos modos são as seguintes. Comboio 50 km/h e autocarro 20 km/h. Considerando que o custo mensal de um motorista, que é igual ao de um maquinista, é de 1500 euros/mês e que este opera efectivamente o veículo 6 horas por dia, quais são os custos operacionais relacionados com o pessoal bordo? Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas Práticas 19/19