PTR2377 Princípios Básicos de Engenharia de Tráfego

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1 PTR2377 Princípios Básicos de Engenharia de Tráfego 1ª.Lista 2º.semestre de 2016 Considere o trecho entre a Ponte Cidade Universitária e a Ponte Eusébio Matoso no sentido externo da Marginal Pinheiros, que é atualmente um dos trechos mais críticos no sistema de vias expressas de São Paulo. Há uma sucessão de gargalos potenciais no trecho considerado que, em função das flutuações cotidianas na demanda e na capacidade de tráfego, geram congestionamentos que facilmente tomam todo o trecho adjacente à Raia Olímpica da USP e atingem o entroncamento com a Marginal Tietê. Os potenciais gargalos a serem avaliados são os seguintes: - as seções sob a Pte.Cidade Universitária, onde há 2 pistas com o segmento básico na pista expressa em 5 faixas (adiante reduzidas para 4 faixas) e o segmento com entrelaçamento na pista auxiliar com 3 faixas (2 faixas vindas da Marginal e 1 faixa vinda do acesso da Pte.Cidade Universitária); esta seção vem após a saída para a Rua Alvarenga e um trecho extenso (com 2km) de 7 faixas, adjacente à Raia Olímpica da USP, que chega ao acesso da Av.Escola Politécnica e à Pte.Jaguaré (500m antes); - a seção restrita na pista expressa adiante, após o entrelaçamento, tem 5 faixas com a junção de 4 faixas da pista expressa (com supressão de 1 faixa do segmento básico anterior) e 1 faixa vinda da pista auxiliar (1 faixa adicional prossegue adiante na pista auxiliar dado que 2 faixas restantes tem de ser alocadas ao sentido oposto, em mão inglesa, para fazer a ligação com a Pte.Cidade Universitária vindo da continuação da Rua Camargo, pela Av.Valentim Gentil); - as seções sob a Pte.Eusébio Matoso (e Bernado Goldfarb), onde também há 2 pistas com um segmento básico de apoio com 2 faixas (à esquerda) e o segmento de entrelaçamento com 6 faixas formado pela junção de 5 faixas da pista expressa anterior e 1 faixa da ligação de acesso no prolongamento da pista auxiliar (a Av.Magalhães de Castro) com entrada livre (adiante há uma redução para 5 faixas sob a Pte.Eusébio Matoso, onde a largura total é 14m entre as faces dos pilares e há barreiras de concreto para proteção dos pilares, com 5 faixas em trecho muito curto onde pelo menos os veículos leves prosseguem em 6 faixas reais, havendo uma nova ampliação para 6 faixas a seguir); - a seção adiante, formada pela junção das 2 faixas da pista de apoio (à esquerda) com as 6 faixas do segmento de entrelaçamento, tem a supressão de 1 faixa (cerca de 500m após a Pte.Eusébio Matoso), seguindo então com 7 faixas até a área de influência da Pte.Cidade Jardim (cerca de 1,9km adiante, outro potencial gargalo de capacidade que deve ser considerado).

2 No entrelaçamento existente sob a Pte.Cidade Universitária, com extensão de 100m. Um esquema unifilar detalhado (por faixa) da configuração atual pode ser representado da seguinte forma: A1 A2 No entrelaçamento existente sob a Pte.Eusébio Matoso (e Bernardo Goldfarb) como um entrelaçamento composto em 400m (há um entrelaçamento principal e um secundário), mostrado a seguir: C B1 B2 Lotes D Lotes E Jóquei A1 A2 B1 B2 C D E Os fluxos observados junto às pontes nos primeiros 15min do pico da manhã são fornecidos abaixo: Pte.Jaguaré Pte.CidUSP Pte.BGoldfarb Pte.EMatoso

3 Considere as curvas de operação abaixo para as faixas normais das pistas expressas ou auxiliares: V (km/h) V (km/h) qf (v/h/fx) qf (v/h/fx) QUESTÃO 1: As curvas fornecidas acima não consideram a existência dos entrelaçamentos. Com base na existência de filas antes dos entrelaçamentos, esboce as curvas de operação correspondentes para as faixas no entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária, admitindo a existência de radares para fiscalização eletrônica de velocidade (VL=70km em A1 e VL=50km/h em A2). BÔNUS 1: Qual a relação entre os fluxos escoados atualmente na seção de entrelaçamento e na seção adjacente à Raia Olímpica da USP com as suas capacidades com e sem saturação? Como os limites de velocidade alteram a capacidade nos trechos e a velocidade de propagação do congestionamento? QUESTÃO 2: Com base nos dados de fluxo e nas curvas de operação fornecidas, estime a velocidade de propagação do congestionamento no trecho adjacente à Raia Olímpica da USP (7 faixas), no pico da manhã. Qual a previsão para o tempo até atingir a Pte.Jaguaré? Qual será a fila de veículos armazenada no trecho adjacente à Raia Olímpica da USP (7 faixas). As estimativas são consistentes com a observação de campo, que indica que o congestionamento atinge a Pte.Jaguaré em 5min. BÔNUS 2: Se ocorrer um acidente no trecho adjacente à Raia Olímpica da USP (antes do entrelaçamento), qual o efeito decorrente se pode haver bloqueio de 1 ou 2 faixas e redução de 5% na capacidade de escoamento de tráfego, com ou sem saturação, em relação à seção normal expressa? QUESTÃO 3: Compare a situação do gargalo no entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária com a condição do gargalo sob a Pte.Eusébio Matoso, admitindo que não há outros gargalos adiante, em termos de capacidade por faixa no entrelaçamento e da velocidade de propagação do congestionamento. Ao longo do período de pico da manhã, qual será o impacto do gargalo adiante na operação do entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária e do trecho adjacente à Raia Olímpica da USP? BÔNUS 3: Se a observação de campo indica que o fluxo no entrelaçamento sob a Pte.Eusébio Matoso é restringido pela fila adiante, qual das conclusões acima deve ser revisada? A redução do número de faixas após o entrelaçamento pode ser a causa da restrição de fluxo adiante? Como a observação de campo pode identificar se há restrição no entrelaçamento ou na redução de faixas adiante? QUESTÃO 4: Qual a condição para dissipação dos congestionamentos previstos nos casos discutidos? BÔNUS 4: Admita a implantação de um sistema de regulação da demanda que atua para evitar o congestionamento. Qual a justificativa da intervenção com base no fenômeno das duas capacidades? Como pode ser regulado o fluxo nos ramais de acesso ou no trecho adjacente à Raia Olímpica da USP?

4 Considere que as curvas de operação das vias não sejam conhecidas mas que pode-se admitir capacidade e fluxo de saturação da ordem de 2200 e 2000v/h/fx nas faixas normais das pistas expressas ou de 1800 e 1600v/h/fx nas faixas normais das pistas auxiliares, com uma redução nas faixas de entrelaçamento (função de suas características, a ser inferida dos fluxos inicialmente observados). Admita inicialmente que o gargalo atual no pico da manhã é o entrelaçamento na Pte.Eusébio Matoso e que há duas propostas para reduzir sua influência reduzindo o fluxo em C, esquematizadas a seguir: Alternativamente, podem ser implantados painéis de mensagem variável no trecho anterior ao entrelaçamento para exibir limites de velocidade selecionados dinamicamente. Neste caso, admita que a capacidade nas faixas normais pode ser reduzida para 2000, 1900, 1700 ou 1500v/h/fx se forem adotados limites de velocidade de 80, 70, 60 ou 50km/h, respectivamente. Os limites podem variar a cada 5min e pode-se adotar um limite superior em até 10km/h nas faixas da pista expressa segregada. QUESTÃO 5: Na opção de reduzir a entrada em C para uma faixa controlada por uma placa de Dê Preferência (R2), avalie a capacidade para o fluxo de entrada admitindo que o trecho anterior tem uma demanda reduzida de cerca de 250v/h (adote a fórmula poissoniada, com brecha crítica de 3s e intervalo de seguimento de 2s para a entrada C). Considerando o fluxo atual de 3000v/h como a demanda em C, qual a previsão para a extensão das filas geradas pela intervenção, se o trecho anterior a C tem 2 faixas? Compare a previsão das condições de operação na via expressa com ou sem a intervenção. BÔNUS 5: Qual seria a capacidade na entrada C se a demanda do trecho anterior fosse eliminada (por exemplo, mantendo a configuração atual do acesso anterior) mas utilizando apenas 1 faixa no acesso C? QUESTÃO 6: Na opção de reduzir a entrada em C com um semáforo, preservando 2 faixas em C mantendo a configuração atual, avalie a capacidade a ser imposta no semáforo para evitar a operação saturada no entrelaçamento. Se as faixas do acesso C tem fluxo de saturação de 1600v/h e o semáforo deve operar com um ciclo de 40s, qual deve ser o tempo de verde para a entrada C (admita um tempo morto de 2s e um intervalo de amarelo de 3s). Considerando o fluxo atual de 3000v/h como a demanda em C, qual a previsão para a extensão das filas geradas pela intervenção, se o trecho anterior a C tem 2 faixas? Compare a previsão das condições de operação na via expressa com ou sem a intervenção. BÔNUS 6: Qual o vermelho para a entrada C? Se há travessias de pedestres diante do fluxo da entrada em C, o vermelho de C melhora as condições para a travessia de pedestres? É adequado para travessia? QUESTÃO 7: Se as filas geradas na entrada C com os esquemas anteriores for considerada inadmissíveis (pelo impacto na rede de vias arteriais adjacentes), qual critério poderia ser utilizado para definir um limite de velocidade em PMV1 e PMV2 para tornar a operação satisfatória? Sem controlar a entrada C, qual limite de velocidade impede a operação saturada no entrelaçamento? Com limite de velocidade de 70km/h, qual a previsão para a condição de operação no entrelaçamento e via expressa? BÔNUS 7: A previsão para a via expressa é consistente com a análise da onda de congestionamento gerada pela restrição no PMV? Qual seria previsão correspondente com os modelos de fila vertical?

5 Considerando o trecho adjacente à Raia Olímpica da USP, a seção transversal é a seguinte: O trecho tem cerca de 2km. No início do trecho há a incorporação de 2 faixas vindas da pista auxiliar anterior e de 1 faixa vinda da Av.Escola Politécnica, praticamente na mesma seção. No final do trecho há uma bifurcação em 2 pistas antes do entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária. Antes do início do trecho, a cerca de 400m, existe a Pte.Jaguaré. Ainda existem as ligações correspondentes aos antigos ramais de entrada e saída da interconexão na Pte.Jaguaré mas seus fluxos de tráfego são hoje bastante reduzidos visto que a entrada e saída foram deslocados para a Av.General Vidal (300m antes da Pte.Jaguaré) e para a Av.Escola Politécnica (adjacente ao início do trecho da Raia Olímpica da USP). Desde o entroncamento com a Marginal Tietê (o Cebolão), a 2,4km, ainda existem 1 ramal de entrada na pista expressa e 1 ramal de saída da pista expressa, a 1,6km e a 0,8km da Pte.Jaguaré. Após o entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária, tem-se a Pte.Eusébio Matoso a 1,8km adiante. No trecho intermediário, há 1 ramal de saída da pista expressa e 1 ramal de entrada na pista expressa, a 1km e a 1,5km da Pte.Cidade Universitária. Sob a Pte.Eusébio Matoso há um entrelaçamento composto (a junção de um entrelaçamento principal e outro secundário). Segue-se um trecho extenso de 2km até a Pte.Cidade Jardim em que há apenas uma redução de 8 para 7 faixas, a 500m da Pte.Eusébio Matoso, além da bifurcação e ramais do entrelaçamento sob a Pte Cidade Jardim. Note que a separação em pista expressa e pista auxiliar aparece e desaparece em diversos trechos, tornando dúbia a característica operacional do trecho todo. A análise deve examinar hipóteses alternativas para a característica da via descrita acima (após o Cebolão e antes da Pte.Cidade Jardim). Admita trecho em nível e 5% de veículos pesados (e as demais características dos dados de campo). QUESTÃO 8: Elabore o diagrama unifilar simplificado da extensão que influencia a operação do trecho analisado. Obtenha a capacidade e a curva de operação para o segmento básico adjacente à Raia Olímpica da USP (7 faixas) considerado como trecho expresso ou como trecho comum com base nos critérios propostos pelo US.HCM2010. Qual seria a melhor estimativa? Como considerar o efeito decorrente de placas de controle de velocidade (VL=70ou90km/h) no trecho, fiscalizado com radares? BÔNUS 8: Qual seria a estimativa de velocidade no pico da tarde, antes da fila e na fila, admitindo os dados de demanda fornecidos no pico da manhã? Qual a influência do gargalo de capacidade adiante? No entrelaçamento existente sob a Pte.Cidade Universitária, com extensão de 100m, os dados do pico da manhã correspondem à operação saturada, com 80% do tráfego de A2 direcionado a D e do tráfego em CD 60% é direcionado para B1 e 10% para D. No pico da tarde, também há operação saturada com 6750v/h em A1B1, 2400v/h em A2 (75% para D) e 1750v/h em CD (50% para B1 e 20% para D). QUESTÃO 9: Qual a velocidade de fluxo livre correspondente ao entrelaçamento considerado como trecho comum? Com uma demanda no pico da tarde de 2800v/h em A2B2 e de 1900v/h em CD, qual a capacidade normal do trecho? Qual a previsão resultante para as velocidades operacionais dos fluxos entrelaçantes e não entrelaçantes? O resultado é consistente com os dados coletados referentes à operação saturada? Propor uma configuração para reduzir o número mínimo de mudanças de faixas.

6 BÔNUS 9: Qual a extensão necessária para operar o entrelaçamento sem saturação no pico da tarde? Proponha uma intervenção para obter a extensão adequada, dadas as restrições locais, e discuta seus pontos favoráveis e desfavoráveis. Considerando ambos os picos, qual a melhor estratégia neste local? Após o entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária, a Marginal Pinheiros tem o número de faixas reduzido de 7 para 6 (isto considerando que 1 faixa da pista auxiliar é usada para escoar seu fluxo, enquanto as 2 outras faixas da pista auxiliar servem ao sentido oposto, operando em mão inglesa, invertida pela esquerda). Esta redução no número de faixas está evidenciado na ilustração a seguir: As faixas operando em mão inglesa são uma característica inusitada na operação da pista auxiliar das Marginais, implantada para conectar o binário de acesso formado pelas ruas Alvarenga e Camargo com a Pte.Cidade Universitária (no sentido centro). Originalmente, ambos os sentidos eram atendidos pela Rua Alvarenga e o binário foi implantado prevendo a construção de uma nova ponte. O esquema de operação em mão inglesa foi implantado como uma opção temporária (que perdura até hoje). Na situação atual, a questão é verificar se o entrelaçamento deve ser melhorado, dada a restrição adiante. QUESTÃO 10: Considere a pista expressa posterior à Pte.Cidade Universitária, proponha uma configuração com 6 faixas (incluindo a faixa que atualmente utiliza a pista auxiliar) em um cenário em que o entrelaçamento anterior deixa de ser um gargalo e escoaria uma demanda de 13000v/h (com separação da pista expressa, seriam 11500v/h destinados à pista expressa e a pista auxiliar escoaria 1500v/h). Adotando os critérios do US.HCM2010 e admitindo novamente trecho em nível e 5% de veículos pesados, verifique se uma seção com 6 faixas em pista única (segregada do sentido oposto em mão inglesa por barreira de concreto a 0,60m) eliminaria o gargalo de capacidade adiante neste cenário. BÔNUS 10: Como a implantação da nova ponte (projetada) alteraria o cenário examinado? Considerando os diversos movimentos a serem atendidos (em direção ao centro e em direção oposta), proponha um esquema de circulação para o trecho externo da Marginal utilizando a nova ponte. Que aspectos são importantes para comparar a opção anterior (uma nova faixa) e esta opção (a nova ponte)?