Proposta de otimização do fluxo de veículos em um semáforo de trânsito intenso

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1 Proposta de otimização do fluxo de veículos em um semáforo de trânsito intenso Ederson Luis posselt Eloy Maury Metz Resumo Analisando o fluxo de veículos em um semáforo entre a Rua Julio de Castilhos e Ernesto Alves na cidade de Santa Cruz do Sul no Estado do Rio Grande do Sul, percebeu-se um gargalo no cruzamento nos horários de pico. Trata-se de um semáforo de três tempos com tempos iguais para todas as direções, porém com fluxo diferenciado. Para otimizar o semáforo, foram realizadas simulações no software Arena 10 da empresa Rockwell. Introdução Semáforos são indispensáveis nas cidades, principalmente em cruzamentos de grande fluxo. Através de sinais luminosos são indicadas as preferências para os veículos. Essas preferências são alternadas entre os sentidos do cruzamento em intervalos pré- programados. Atualmente existem semáforos inteligentes, capazes de perceber a intensidade do trânsito e ajustar os intervalos de tempos para a obtenção da passagem do maior número de veículos no menor intervalo de tempo. Como ponto desfavorável a esse tipo de sinaleira está associado o custo elevado, isso se deve ao fato da necessidade de sensores para a percepção de veículos e um software inteligente. Para a execução do presente projeto, foi analisando o fluxo de veículos em um semáforo entre a Rua Julio de Castilhos e Ernesto Alves na cidade de Santa Cruz do Sul no Estado do Rio Grande do Sul. Essa sinaleira apresenta um gargalo nos horários de maior pico (ao meio dia e final de tarde). O objetivo desse projeto é dimensionar os tempos dos semáforos de forma a aumentar o fluxo de veículos. Esse projeto não irá propor alterações nas vias e nem alteração dos semáforos atuais, apenas ajustes nos intervalos de preferência. Para otimizar o semáforo, serão apresentadas simulações no software Arena 10 da empresa Rockwell que comprovem o ganho em relação ao padrão atual.

2 Na Figura 1, é possível visualizar o cruzamento analisado. As imagens do cruzamento foram obtidas através do software Google Maps e Google Earth da empresa Google. Figura 1 - Cruzamento entre a Rua Julio de Castilhos e Enrnesto Alves Método Para iniciar o projeto de otimização do semáforo foi necessária a coleta de dados no cruzamento. A Figura 2 apresenta as direções possíveis e os semáforos. Figura 2 - Estrutura dos semáforos presentes no cruzamento analisado

3 Analisando a Figura 2, pode-se descrever as seguintes características: (A) Sentido livre a direita com cuidado; (B) Sentido frontal com controle de sinaleira; (C) Sentido com sinaleira à esquerda; (D) Sentido com sinaleira à esquerda; (E) Sentido frontal com controle de sinaleira; (F) Sentido Livre a Direita com cuidado; (G)Sentido com sinaleira à esquerda; (H)Sentido frontal com controle de sinaleira; (I) Sentido Livre a Direita com cuidado. Conhecendo os sentidos da via, a próxima etapa é a análise da configuração dos tempos das sinaleiras. A Tabela 1 apresenta os tempos de cada uma das sinaleiras. Facilmente observa-se que os tempos são iguais para todas. Esse fato fortalece a idéia de que os tempos devem ser diferenciados pelo fluxo de veículos, fato que não ocorre atualmente. Tabela 1 - Tempo para cada cor de sinal por sinaleira SINALEIRA 1 SINALEIRA 2 SINALEIRA 3 VERDE AMARELO VERMELHO Fonte: Informações obtidas através de observação Simulando a situação atual do semáforo durante o período de uma hora. Os dados utilizados referem-se ao horário de pico na sinaleira, que ocorre entra as 18 e 19 horas.

4 Na figura 3 é possível visualizar a programação realizada para simular os semáforos no software Arena. Cada uma das três sinaleira aparece no programa, com as suas respectivas saídas para a direita e em frente e para a esquerda. Figura 3 - Aplicação implementada no software Arena O número de veículos que passa nesse cruzamento no horário de pico em uma hora é de Na figura 4 é apresentado o relatório de espera média na fila e o tamanho da fila. O tempo vária entre 13 e aproximadamente 15 segundos de espera, dependendo do sentido que o veículo esse seguindo.

5 Figura 4 - Relatório do tempo médio de espera e o tamanho médio de fila Para validar o projeto, foram executados testes de tempos a fim de otimizar o tempo de espera e o número de veículos na fila. Optou-se por determinar que cada sinaleira fique 15 segundos aberta e 30 segundos fechada. Os resultados dessa simulação são exibidos na Figura 5. Figura 5 - Resultados do sistema com o ajuste no tempo

6 Comparativo entre as opções de tempo para o semáforo A tabela abaixo apresenta um comparativo entre os resultados obtidos com a configuração da sinaleira em 20 segundos e a configuração proposta de 15 segundos. Observado a tabela, pode-se observar que houve uma melhora entre 30 a aproximadamente 40 % entre a solução proposta e a atual. Esse melhora foi percebida tanto no tempo de espera na fila quanto no tamanho das filas. Tabela 2 - Comparativo entre a configuração original e a proposta Proposta de 15 segundos Configuração original Aproveitamento Tempo médio de espera Ernesto Alves Sentido Norte Tempo médio de espera Ernesto Alves Sentido Sul Tempo médio de espera Júlio de Castilhos sentido Lest 10,05 segundos 13,33 segundos 11,18 segundos 15,03 segundos 10,70 segundos 14,92 segundos 32,6% 34,4% 39,4% Tamanho da Fila Ernesto Alves sentido Norte 0,87 número de 1,15 número de 32,2% Tamanho da Fila Ernesto Alves sentido Sul 2,47 número de 3,33 número de 34,8% Tamanho da Fila Júlio de Castilhos sentido Leste 0,92 número de 1,28 número de 39,2%

7 Conclusão Após realizar os testes, foi possível constatar a importância de uma configuração otimizada das sinaleiras. Na maioria das cidades existe um descaso com esses detalhes, porém, alguns segundos em várias sinaleiras, podem causar um grande congestionamento e um aborrecimento por parte dos motoristas. O objetivo do trabalho foi alcançado, a medida em que foi possível melhorar o tempo de espera e o tamanho das filas sem realizar nenhuma obra no percurso urbano, e nem alterar os fluxos do trânsito. Fica como sugestão para as autoridades responsáveis pelo trânsito, a importância de estudarem os cruzamentos, identificarem os horários de pico e dimensionarem os tempos das sinaleiras de forma a obterem os melhores resultados. Para realizar essa tarefa, os responsáveis podem se valer de softwares de simulação como o utilizado nesse trabalho.