Departamento de Eng. Produção. Engenharia de Tráfego

Transcrição

1 Departamento de Eng. Produção Engenharia de Tráfego Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa (27) Introdução 2 1

2 Conceito: Ramo da engenharia de transportes que se relaciona com o projeto geométrico, o planejamento e a operação do tráfego de estradas e vias urbanas, suas redes, os seus terminais, o uso do solo adjacente e o seu interrelacionamento com os outros meios de transporte (ITE Instituto de Engenheiros de Transporte - EUA). Finalidade: Visa proporcionar a movimentação segura, eficiente e conveniente de pessoas e mercadorias. 3 Diferentemente da maioria das outras áreas da Engenharia, a Engenharia de Tráfego trata de problemas que não dependem apenas de fatores físicos, mas freqüentemente incluem o comportamento humano do motorista e do pedestre e suas inter-relações com a complexidade do ambiente. Caracteriza-se como uma área de conhecimento interdisciplinar (como de resto toda a Engenharia de Transportes). Uma equipe completa de projetos de tráfego deve ser composta, segundo alguns autores, por: engenheiros civis, engenheiros de estruturas, engenheiros de tráfego, arquitetos, paisagistas, urbanistas, planejadores urbanos, sociólogos, geógrafos urbanos, economistas, matemáticos (matemática aplicada), advogados e analistas de mercado 4 2

3 - Aurélio define: - Trânsito - Ato ou efeito de caminhar; marcha. -Movimento, circulação, afluência de pessoas e/ou veículos; tráfego, tráfico. - Tráfego - Transporte em aerovias, ferrovias ou rodovias. - Considera-se: - Trânsito como o deslocamento em geral de pessoas e/ou veículos - Tráfego embute a noção de via, o deslocamento de pessoas, mercadorias ou veículos com origens e destinos definidos que necessita de organização para acontecer. 5 Considera-se: - Trânsito como o deslocamento em geral de pessoas e/ou veículos - Tráfego também trata do deslocamento de pessoas e/ou veículos. No entanto, embute a noção de via (projeto/capacidade), com origens e destinos bem definidos e que necessita de organização para acontecer. - O DENATRAN (Departamento Nacional de Trânsito) define: - Acidentes de Tráfego são perturbações nos fluxos que provocam conseqüências operacionais - Acidentes de Trânsito são as ocorrências relacionadas à segurança dos deslocamentos. 6 3

4 Os sistemas de Tráfego são baseados em três pilares: Engenharia (Engineering) Educação (Education) Fiscalização (Enforcement) Conhecido como os 3Es da Engenharia de Tráfego 7 Áreas de atuação para o Engenheiro de Tráfego - Órgãos gerenciadores de trânsito dos municípios - Órgãos gerenciadores de trânsito dos estados - Empresas de consultoria - Concessões rodoviárias (Rodosol e futuramente as BRs) 8 4

5 Atividades do Engenheiro de Tráfego - Elaboração de projetos de sinalização - Planejamento e organização do trânsito - estudo da circulação - hierarquização das vias - modificações no sistema viário - integração com o sistema de transporte coletivo - estudo dos impactos de grandes empreendimentos no sistema viário 9 Atividades do Engenheiro de Tráfego - Planejamento da operação do trânsito - controle semafórico - desobstrução rápida das vias - fiscalização - esquemas especiais para eventos (jogos, shows etc) - manutenção da sinalização - monitoramento do tráfego 10 5

6 Áreas da Engenharia de Tráfego Estudo das Características do Tráfego - estudo do usuário da via; - estudo dos veículos; - estudo da velocidade, tempo de viagem e os atrasos; - volume de tráfego; - origem/destino; - capacidade viária; - estudo do estacionamento; - acidentes; - transporte público. 11 Áreas da Engenharia de Tráfego Operação do Tráfego - Medidas regulamentadoras: - leis e normas; - regulamentação da operação. - Planos de controle de tráfego: - tipo de sinalização/controle a ser adotado para determinada situação. Projeto Geométrico - projeto de vias e interseções, estacionamentos e terminais. 12 6

7 Áreas da Engenharia de Tráfego Planejamento de Tráfego - estuda as características das viagens urbanas, inclusive transporte público; - condução dos principais estudos de transportes; - técnicas usadas para a compreensão dos planos de transporte Administração - órgãos administradores do tráfego; - programas de educação do trânsito; - legislação regulamentadora. 13 Elementos da Engenharia de Tráfego Usuário Veículo Via 14 7

8 USUÁRIO 15 Usuário - Motoristas - Pedestres - Pessoas que são afetadas pelo sistema de tráfego (por exemplo os moradores do entorno de uma região afetada pela mudança do tráfego na região) 16 8

9 Usuário (Motoristas) Entrada Tempo Saída A entrada são as variações no contexto do tráfego que o usuário está inserido Que produz uma saída Que para ser produzida leva um tempo 17 O tempo levado até o usuário (motorista) reagir é composto de quatro parcelas: Perception (percepção) Identification ou intellection (identificação) Emotion ou judgment (decisão) Volition ou reaction (ação) - Conhecido como tempo de reação PIEV - O objetivo então de um bom sistema de tráfego é reduzir o tempo de PIEV (tempo de reação) - Com isso disponibilizar mais tempo disponível para o usuário reagir, o que pode vir a acarretar menos acidentes 18 9

10 Perception (percepção) - A percepção é a sensação é recebida pelos sentidos, transmitida ao cérebro e reconhecida. - A percepção é um processo que se dá através dos sentidos, especialmente a visão. - A acuidade visual do ser humano pode ser entendido como o menor detalhe que pode ser percebido pelo olho independente do iluminamento. - A acuidade visual máxima é representada por um cone de 3 a 5 graus e o limite de 10 a 12 graus. 19 Perception (percepção) - Nesta faixa o ser humano é capaz de distinguir formas e cores satisfatoriamente - Além deste cone, a percepção visual do ser humano se dá através do que se chama de visão periférica, que se estende, no plano horizontal, até a faixa de 120 a 180 e, no plano vertical, até É importante destacar que é a visão periférica a primeira a se perder com o avanço da idade, particularmente a partir dos sessenta anos

11 Perception (percepção) -A visão periférica não permite distinguir formas, mas é sensível a movimentos e ao brilho. - Por isso, a sua obstrução diminui a capacidade do ser humano de avaliar a velocidade em que se encontra e de manter a direção do movimento. - Uma característica desfavorável da visão periférica humana, em se tratando de estudos relativos a tráfego, é que o olho humano é mais sensível aos movimentos verticais do que aos horizontais, que são os mais presentes nos deslocamentos que ocorrem nas vias. 21 Perception (percepção) - A velocidade do corpo tem influência significativa nas características da visão humana. - Quanto maior a velocidade, menor o cone de visão periférica. - Em compensação, a distância focal máxima (maior distância em que o olho pode observar o objeto com precisão) aumenta com a velocidade 22 11

12 Perception (percepção) Variações no campo visual de acordo com a velocidade 23 Perception (percepção) A percepção da velocidade de outros objetos por parte do ser humano não se dá de forma direta. Na realidade, ele percebe a variação da distância e o tempo decorrido efetua o cálculo da velocidade. A percepção da distância em condições normais é possível por causa da chamada visão estereoscópica, proporcionada pelo cálculo do ângulo formado entre os eixos de visão dos dois olhos. Percepção do Movimento que é estimar distâncias e velocidades. (colisões) 24 12

13 Perception (percepção) - Outro aspecto importante a ser observado diz respeito à luminosidade ou, mais especificamente, às variações de luminosidade. O olho humano controla a intensidade com que a luz atinge a retina através da abertura da pupila. - Quanto mais iluminado o ambiente, mais fechada ficará a pupila e viceversa. A dilatação e contração da pupila, entretanto, não acontecem com a mesma velocidade. -Para sair da condição de máxima dilatação para a de máxima contração (ou seja, a mudança de um ambiente muito escuro para um muito claro) a pupila gasta em média 3 segundos, enquanto que para passar da máxima contração para a máxima dilatação (de um ambiente muito claro para um muito escuro) o tempo é de 3 minutos 25 Perception (percepção) - Se bem que a visão seja mais importante, o comportamento dos usuários de sistemas de tráfego é condicionado por praticamente todos os sentidos. - A audição é particularmente importante para pessoas portadoras de deficiência visual, assim como para idosos, já que a visão tende a se degradar primeiro. - Audição é também importante na reação à buzina e outros sons

14 Identification ou intellection (identificação) - É o reconhecimento do estímulo por parte do usuário que o sofre. Envolve identificação e compreensão (relacionado com recordações anteriores) - O processo de identificação é extremamente dependente da intimidade do usuário com os estímulos a que ele está exposto. - As situações que podem ser caracterizadas como estímulos variam dentro de uma faixa que vai das ocorrências mais corriqueiras até aquelas absolutamente novas, desconhecidas do usuário. - As primeiras são aquelas que provocam o condicionamento das reações, o que se conhece como reflexo condicionado. 27 Identification ou intellection (identificação) - No outro extremo encontram-se as situações novas e/ou mais complexas, que requerem do sujeito pensar mais e associar a ocorrência com experiências passadas. - Este processo de pensar corresponde ao termo intellection que aparece na definição de PIEV. - Treinamento e prática em diversas situações é fundamental, quanto mais treinamento e prática tende-se a diminuir o tempo total de reação PIEV

15 Identification ou intellection (identificação) - O Engenheiro de Tráfego deve evitar de criar situações desconhecidas ou mesmo pouco conhecidas dos usuários. - São fundamentais a padronização da sinalização, a adoção de soluções geométricas iguais para problemas iguais, a minimização da interferência de quaisquer fontes externas aos sistemas de tráfego etc. 29 Emotion ou judgment (decisão) - Envolve o processo de decisão. (parar, ir ao lado) - A tomada de decisão por parte do usuário de sistemas de tráfego raramente é um processo racional. - Se por um lado isto tem aspectos positivos, nos casos em que reflete um alto nível de condicionamento dos reflexos, por outro pode representar decisões equivocadas, particularmente nas situações pouco habituais

16 Emotion ou judgment (decisão) - Dirigir um veículo é um processo em que o motorista está submetido a um estado permanente de tensão. - Freqüentemente ele é chamado a tomar decisões de complexidade próxima dos limites individuais a partir dos quais erros podem ser cometidos. - Tais decisões são difíceis e a ponderação das alternativas possíveis consome um tempo tal que pode comprometer o tempo necessário à concretização da ação. - Conseqüentemente, velocidades menores permitem maior margem de segurança para a tomada de decisões. 31 Emotion ou judgment (decisão) 32 16

17 Emotion ou judgment (decisão) - O tempo necessário à tomada de decisão depende também das condições individuais de motivação do motorista e das situações de risco. - Quando os estímulos são previsíveis e a viagem fica monótona, o nível de atenção do motorista cai, cedendo lugar ao que se pode chamar de auto monitoramento da atividade de dirigir. - Ocorre, então, um estímulo não previsível, o risco de acidentes é maior. 33 Emotion ou judgment (decisão) - Quanto mais alta a velocidade, maior deve ser o nível de concentração do motorista, apesar de reduzir a varredura visual periférica e de tornar mais crítico o tempo destinado à tomada de decisão. - O nível de atenção do motorista é influenciado pelo tempo decorrido desde que ele despertou até iniciar a viagem e pelas suas atividades durante este tempo. - O período de menor capacidade de atenção é o das primeiras 4 a 5 horas após o despertar

18 Volition ou reaction (ação) - Representa execução da decisão. - Corresponde ao intervalo de tempo que vai desde a tomada da decisão até o início de sua execução por parte do usuário - Exemplo: o tempo entre o motorista tomar a decisão de parar o veículo e o instante em que o pedal do freio é acionado - O instante inicial da parcela reação não deve ser confundido com a percepção ou identificação do estímulo, nem o instante final deve ser tomado como aquele em que o veículo pára, nem mesmo com o início da desaceleração do mesmo. 35 Volition ou reaction (ação) - A reação de cada indivíduo é um processo que depende da sua capacidade de coordenação motora e varia de pessoa para pessoa. - Exemplo: a dificuldade de alguns motoristas de fazer uma manobra de ultrapassagem ou a hesitação em cruzar uma interseção. Isto aumenta os riscos de acidentes. - Uma mesma pessoa experimenta também alterações na sua coordenação motora tanto com o passar do tempo como com variações circunstanciais de seu estado de saúde

19 Tempo de reação PIEV - Ë uma grandeza de valor variável de pessoa para pessoa e cresce com o aumento tanto do número de alternativas possíveis de serem adotadas pelo usuário como da complexidade do julgamento necessário. -O conhecimento do PIEV é importante por ser ele um dos fatores fundamentais na determinação de parâmetros de projeto tais como: - distância segura de parada, - velocidade segura de aproximação em interseções, - tempo necessário de amarelo ou vermelho total para esvaziar a área de conflito de uma interseção, - Outros 37 Tempo de reação PIEV - Sob condições reais, o PIEV total varia dentro da faixa de 0,5 a 4 s. - Variando em função da complexidade da situação. -O PIEV aumenta com a idade, a fadiga, o teor de álcool ou outras drogas no organismo, deficiências físicas etc. - Critérios de projeto são baseados usualmente na faixa considerada normal de usuários (grupo do 85º percentil) e não na anormal

20 Tempo de reação PIEV - A AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) recomenda os seguintes valores para o PIEV: 2,5 s para definição de distância de parada 2,0 s para definição da distância de visibilidade em interseções 39 Pedestres - estudos dos locais onde ocorrem altas taxas de atropelamento. - fatores: físicos, mentais ou emocionais. - velocidade de caminhada: 1,0 a 1,5 m/s. - tempo de reação: 4,0 a 5,0 segundos

21 VEÍCULO 41 Veículos - Os veículos são fabricados para diferentes usos, diferenciados por peso, dimensão, manobrabilidade e são condicionados ao traçado e a resistência das vias. - Os sistemas de tráfego incluem todos os tipos de veículo: automóveis, ônibus, caminhões, motocicletas, triciclos, bicicletas, carroças, bondes etc

22 Veículos - Classificação Básica dos Veículos -Biciclos - motocicletas e bicicletas com ou sem motor - influenciam pouco na capacidade das vias. - bastante envolvidos em acidentes. - Ligeiros: automóveis e veículos de turismo pequenos. - transportam 4 a 9 pessoas - incluem caminhões e pequenos furgões - carga útil <= 3,5 ton - importantes para o tráfego - representam a maior porcentagem do fluxo de tráfego 43 Veículos - Classificação Básica dos Veículos - Pesados: caminhões e ônibus. - transporte de mercadorias pesadas e transporte coletivo de pessoas - causam forte impacto no tráfego - Especiais: tratores agrícolas, máquinas de obras públicas etc. - grandes dimensões e lentidão de movimentos. - vias não dimensionadas para este tipo de veículo. - devem procurar a rota adequada

23 Veículos - É difícil estudar o veículo de uma forma tão abrangente - Considera-se nos estudos de tráfego a unidade veicular padrão, para a qual são convertidos os outros tipos de veículo através de fatores de conversão apropriados. - Esta unidade é simbolizada por ucp (unidade de carro de passeio) que em qualquer situação corresponde ao automóvel. - Essa unidade que é usada em projeto 45 Veículos Carro de Passeio (UCP) - Fator de Equivalência Automóveis 1.00 Ônibus 2.25 Caminhão 1.75 Moto 0.33 Bicicleta

24 -Visibilidade -Para efeito de especificações e definição de parâmetros, a visibilidade proporcionada por automóveis é considerada aquela permitida pelo párabrisa e pelo vidro traseiro, no caso deste último através do espelho retrovisor interno. - Pode variar conforme o tipo do veículo 47 -Visibilidade - Existem veículos mais modernos que proporcionam campos de visão mais amplos, mas é recomendado manter os valores por eles abrangerem a maioria dos automóveis em circulação 48 24

25 - Visibilidade - A evolução dos projetos de automóveis vem maximizando o aproveitamento dos campos de visão. - Os pára-brisas curvos de uma grande parte dos carros modernos são muito mais eficientes do que os planos, como o do fusca - Permitem uma melhor localização das colunas de sustentação do teto - As colunas criam pontos cegos dificultando a visão de outros elementos do tráfego como ciclistas e pedestres 49 - Frenagem -A frenagem de veículos tem dois momentos - tempo entre a retirada do pé do motorista do acelerador até a chegar ao pedal do freio, é conhecido como freio motor - tempo para pressionar o pedal do freio. - É sempre aconselhável a utilização do freio motor, assim como a redução de marchas antes ou durante o acionamento do pedal de freio, de modo a evitar o bloqueio de rodas, que pode provocar a perda de controle do veículo

26 - Frenagem Situações que podem acontecer após 0,5 s do bloqueio de uma ou mais rodas no processo de frenagem Frenagem - Existe o freio ABS (Antilock Braking System), que aumenta a eficiência dos sistemas de frenagem e reduzindo a possibilidade de bloqueio. - A taxa de desaceleração de um veículo durante a frenagem situa-se na faixa de 1 a 3 m/s² no início da frenagem e em até 3,5 m/s² próximo à parada. - Valores superiores causam desconforto para os ocupantes do veículo e quando a desaceleração é acima de 5 m/s² há o risco de acidentes. - Em última instância, quem determina a máxima desaceleração possível é o coeficiente de resistência à derrapagem da via

27 - Força de Frenagem -Força de frenagem de um veículo: F = u P u - coeficiente de resistência à derrapagem e P - peso do veículo (kgf). Durante a frenagem uma parcela da carga total do veículo P é transferida das rodas traseiras para as dianteiras. Decompondo o peso do veículo entre seus dois eixos, a força de frenagem: F = u d P d + u t P t U d - coeficiente de resistência à derrapagem nas rodas dianteiras; P d - carga do veículo suportada pelas rodas dianteiras (kgf); U t - coeficiente de resistência à derrapagem nas rodas traseira; P t - carga do veículo suportada pelas rodas traseiras (kgf) Força de Frenagem -Sabendo m - massa do veículo a - desaceleração do veículo durante a frenagem g - aceleração da gravidade Então F = m a F = u P m = P / g Conclui-se: u = a / g 54 27

28 - Distância de Frenagem É a distância percorrida pelo veículo desde o momento em que o pedal do freio é acionado, iniciando a desaceleração, até a parada total do veículo. A distância de frenagem é apenas uma parcela da distância total de parada, que deve incluir o tempo de PIEV. A distância total de parada vai desde a ocorrência do estímulo até a parada total do veículo e por isso é mais útil do que a distância de frenagem como parâmetro de projeto Distância de Frenagem A distância de frenagem : S = v 2 / 2 g f S - distância de frenagem v - velocidade do veículo no instante em que o freio é acionado (m/s) f - coeficiente de atrito entre os pneus e a superfície da via. Despreza componentes como a resistência do ar No caso de haver greides (rampas) A distância de frenagem : S = v 2 / 2 g (f + i) i - valor do greide (%), assumindo sinal positivo no caso de ser ascendente e negativo no de ser descendente

29 - Aceleração - Dependente do tipo do veículo e muda a cada ano em função de novas tecnologias, como base de projeto pode-se adotar: 57 VIA 58 29

30 - Via A via será entendida aqui como o espaço destinado à circulação. O conjunto estruturado de vias que servem a uma determinada região é conhecido como sistema viário e tem como funções básicas assegurar mobilidade e acessibilidade ao usuário. Mobilidade está associada à idéia de facilidade de deslocamentos, seja em número de veículos em movimento, seja em termos das velocidades por eles praticadas. Acessibilidade traduz a proximidade entre os componentes do sistema viário e as origens e destinos dos deslocamentos Projeto Geométrico - Está relacionado diretamente com o volume futuro estimado, para o tráfego diário e a hora de pico, para as características dos veículos e para a velocidade de projeto. - Deve assegurar segurança para os motoristas. - Deve ser consistente, evitando trocas de alinhamentos, greide etc. - Deve ser completo contendo a sinalização e os controles - Deve ser econômico, tanto em relação ao custos iniciais quanto aos custos de manutenção - Deve ser harmonioso, esteticamente agradável para os motoristas e usuários - Deve trazer benefício sociais e não agredir o meio ambiente

31 - Classificação das Vias Quanto à espécie - Urbana: dentro da área urbanizada. - Interurbana: ligando duas áreas urbanizadas, pertencentes ao mesmo município. - Metropolitanas: contidas numa região metropolitana. - Rurais: com os dois extremos localizados fora das áreas urbanizadas. Quanto à jurisdição: - Federal; - Estadual; - Municipal; - Particular Classificação das Vias Em relação ao número de pistas: - Simples; -Múltiplas. Quanto à natureza da superfície de rolamento (Rodoviário): - Pavimentadas; - Simplesmente revestidas; - Em terreno natural

32 - Classificação das Vias Em relação às condições operacionais (uso/regra circulação): - Sentido único; - Sentido duplo; - Reversível; - Interditada (a alguns ou todos os veículos); - Com ou sem estacionamento. Em relação à superfície natural do terreno: - Em nível; - Rebaixadas; - Elevadas; - Em túnel Classificação das Vias Classificação Funcional das Vias Urbanas (ABNT) Vias Expressas primárias e secundárias - Ligações rápidas em escala metropolitana - Trânsito de passagem exclusivo Vias Arteriais primárias e secundárias - Ligações em escala metropolitana e em escalas de zonas - Trânsito de passagem permanente Vias Coletoras primárias e secundárias - Ligações em escala de bairros - Trânsito de passagem e local equilibrados Vias Locais residenciais e outras - Ligação em escala de unidade de vizinhança - Trânsito local predominante 64 32

33 - Classificação das Vias - Classificação Funcional das Vias Urbanas (ABNT) Via Expressa Via Arterial Via Coletora Via Local 65 - Classificação das Vias - Classificação Funcional das Vias Urbanas (ABNT) - Limites máximo de velocidade segundo o Código de Trânsito Brasileiro - Geralmente valores menores Via Expressa 66 33

34 - Classificação das Vias Quanto à posição Disposição espacial na malha viária e posição relativa aos núcleos urbanizados ou pólos de interesse, urbano/metropolitano. - Radiais: vias que convergem dos bairros para o centro; - Perimetrais: vias de contorno; - Longitudinais: vias direção Norte - Sul; - Transversais: vias na direção Leste - Oeste; - Anulares: vias que circundam o núcleo urbanizado; - Tangenciais: vias que tangenciam o núcleo urbanizado; - Diametrais: vias que cruzam o núcleo urbanizado ou pólo de interesse, tendo suas extremidades fora dele Classificação das Vias Quanto à posição 68 34