ESTUDO DAS CARACTERÍSTICAS DAS VIAGENS INTRAURBANAS CONSIDERANDO A ESCOLHA MODAL E A DISTÂNCIA PERCORRIDA. Cardoso, J. M.; Ribeiro. R. A.

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1 ESTUDO DAS CARACTERÍSTICAS DAS VIAGENS INTRAURBANAS CONSIDERANDO A ESCOLHA MODAL E A DISTÂNCIA PERCORRIDA Cardoso, J. M.; Ribeiro. R. A. RESUMO Este artigo tem o objetivo de analisar as escolhas modais dos moradores de São Carlos (SP-Brasil), segundo as distâncias percorridas em seus deslocamentos intraurbanos. Foram considerados deslocamentos à pé (modo Não-Motorizado), por transporte público e privado (modos Motorizados). Foram usados gráficos de distribuição das distâncias de viagem, Trip Length Distribution (TLD), nos quais foram aplicados o teste Kolmogorov- Smirnov e a Taxa de Coincidência, para verificar diferenças significativas entre os padrões de deslocamento entre os modais. A comparação entre os TLDs provenientes dos modos Motorizados e Não Motorizados foi a que apresentou diferenças significativas, indicando que um maior detalhamento na descrição desses modos poderia acarretar melhoramentos na estimativa de demanda. Não foram encontradas diferenças significativas dos gráficos TLD referentes aos deslocamentos com transporte público e privado. 1 INTRODUÇÃO Este artigo é fruto de uma pesquisa vinculada ao Programa Institucional de Bolsas de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação PIBITI do governo federal brasileiro, programa que visa estimular os estudantes de Graduação nas atividades, metodologias, conhecimentos e práticas próprias ao desenvolvimento tecnológico e processos de inovação. Desta forma, o tema abordado nesta pesquisa é Transporte Urbano e o objetivo principal foi analisar as escolhas modais dos moradores nas viagens intraurbanas diárias, considerando a distância percorrida nesses deslocamentos, a fim de verificar se há um padrão no comportamento dos moradores na escolha modal. Conhecendo esse padrão pode-se planejar um sistema de transporte que melhor atenda à população e seja compatível com suas necessidades de deslocamento. A área utilizada nesse estudo foi São Carlos-SP, município onde foi realizada uma pesquisa Origem-Destino (OD) em 2007, cujos dados foram necessários para viabilizar este trabalho. Para analisar a distância percorrida pelos moradores, foram considerados a origem e o destino de seus deslocamentos diários. Esses dados foram formatados em planilhas eletrônicas e foram construídos gráficos de distribuição das distâncias de viagem, Trip Length Distribution (TLD) que indicaram a relação entre a porcentagem de viagens realizadas em um determinado modal com as distâncias percorridas em quilômetros. Posteriormente, os gráficos TLD foram comparados entre si por meio da aplicação dos

2 testes Kolmogorov-Smirnov (KS) e Taxa de Coincidência (TC), com o objetivo de verificar se há diferenças significativas entre os padrões de mobilidade expressos nos gráficos TLD entre os modais. A justificativa para realizar este trabalho foi baseada no fato de que o entendimento das características deste comportamento de deslocamento auxilia na elaboração dos critérios para modelar a escolha modal das viagens, contribuindo para aprimorar o detalhamento das estimativas de geração e de distribuição de viagens provenientes de modelos de demandas em transporte, sobretudo o Modelo GDA, modelo desenvolvido por Ribeiro (2011) para estimar a geração e a distribuição de viagens intraurbanas baseado em agentes. 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 Planejamento de transportes O planejamento de transportes é uma área em constante desenvolvimento, estruturando-se em modelos que incorporam e unificam diferentes teorias e métodos que visam aprimorar o entendimento do mundo real, adequando as necessidades de transporte de uma região ao seu desenvolvimento de acordo com suas características estruturais (Campos, 2007). Um modelo tradicional que serve de base para outros modelos na área de planejamento de transportes é o Modelo Quatro Etapas que é estruturado na geração e distribuição de viagens, escolha modal e alocação de fluxo. Normalmente, a unidade de análise espacial do Modelo Quatro Etapas é a zona de tráfego, que é a área onde se deseja medir as consequências das mudanças implementadas na cidade. Na geração de viagens o objetivo é determinar a quantidade de viagens produzidas e atraídas em cada zona de tráfego, já na distribuição de viagens determina-se a partir do total de viagens geradas sua distribuição entre as demais zonas de tráfego, construindo matrizes com a origem e o destino dessas viagens. Na etapa de divisão modal, define-se a distribuição das viagens nos vários modos de transporte e por último, na alocação de fluxo, é realizada a distribuição do fluxo de viagens na rede de infraestrutura de mobilidade disponível na área, como vias, rodovias, ferrovias, por exemplo. O Modelo Quatro Etapas é criticado por ser convencionalmente aplicado de uma maneira unidirecional, iniciando na geração de viagens e terminando na alocação de fluxo, não permitindo uma retroalimentação dos dados que compõe cada etapa. Além disto, os outros fatores que interferem na demanda de viagens, como o custo e a relação das viagens com o uso do solo não são contemplados pelo modelo. Entretanto, há os modelos de transporte que são integrados ao uso do solo, esses modelos relacionam a necessidade de transporte com as características socioeconômicas da região. A dinâmica nas relações entre transporte e uso do solo está indicada na Figura 1. Se a intensidade dessas relações não for acompanhada de um planejamento prévio da estrutura urbana e dos sistemas de transportes, pode-se chegar a uma situação caótica, gerada pelo desequilíbrio entre a oferta e demanda, causando congestionamentos e perda da mobilidade e acessibilidade urbana (Campos, 2007).

3 Fig 1: Ciclo dos Transportes (Adaptado de Campos, 2007) Os modelos que incorporam as interações espaciais podem ser utilizados para estimar o padrão de deslocamento, complementando a modelagem da demanda de viagens, por meio de métodos que se baseiam no comportamento individual dos moradores. O padrão de deslocamento pode ser obtido por meio da relação entre o local de moradia da população com as zonas da cidade que apresentam um uso prioritário das atividades mais frequentes, como trabalhar, estudar e a realização de atividades de lazer (Jovicic, 2001). No entanto, o planejamento dos transportes urbanos ainda se baseia no desenvolvimento de uma infraestrutura do espaço viário voltada para o transporte motorizado privado. A engenharia de tráfego tradicional almeja resolver problemas relacionados à capacidade viária, o que resulta na abertura de novas vias para atender a uma nova demanda, incentivando ainda mais o aumento de veículos automotores nas cidades (Carmo, 2010). Assim, a melhoria de passeios e travessias de pedestres para o transporte não motorizado e, o desenvolvimento de uma malha de transportes voltada ao transporte público são tratados como um subsistema do planejamento de transportes, não recebendo a merecida atenção. Por isso, surge a necessidade de uma nova cultura de mobilidade, baseada na percepção do funcionamento estrutural das cidades para que seja criado um conjunto de modos, redes e infraestrutura que assegurem o deslocamento das pessoas (Teles, 2003). Neste trabalho foram utilizados dados individuais dos moradores para analisar seu padrão de deslocamento, como o Modo de Transporte utilizado e também foi calculada a distância que eles percorrem, segundo a origem e o destino de seus deslocamentos diários. Esses dados possibilitaram uma análise mais acurada das viagens. Essa análise foi realizada comparativamente, com o intuito de se observar as relações entre os Modos de Transporte utilizados com as distâncias percorridas. Dessa maneira, este trabalho almeja uma complementação por meio de subsídios às etapas de geração de viagens e distribuição modal dos modelos de transporte. 3 ÁREA DE ESTUDO São Carlos é um município de médio porte localizado no interior do Estado de São Paulo. Possui uma população de habitantes (IBGE, 2010), e no que se refere à mobilidade, a maioria das viagens diárias realizadas na cidade é intraurbana, apresentando apenas 2,41% das viagens coletadas com características interurbanas (São Carlos, 2007b). Segundo os dados da Pesquisa OD, 95% das viagens intraurbanas coletadas são residenciais, ou seja, tem como origem ou destino a residência.

4 A cidade apresenta uma taxa de motorização de 344 automóveis por mil habitantes, valor superior à média verificada no Estado de São Paulo (268 automóveis por mil habitantes) e à média brasileira (213 automóveis por mil habitantes) (Brasil, 2007). Logo, os Sãocarlenses privilegiam o transporte privado, pois as condições socioeconômicas de grande parte dos habitantes possibilitam arcar com as despesas provenientes deste modal, tornando o uso dos modos não motorizados ou coletivos não atrativos economicamente aos moradores. A distribuição das escolhas modais de São Carlos está ilustrada na Tabela 1. Tabela 1: Distribuição Modal das Viagens Diárias (RIBEIRO, 2010) Categorias Modais São Carlos -% de Viagens (SÃO CARLOS, 2007) Transporte Coletivo 27,13 Transporte Privado 38,10 Transporte Não Motorizado 33,77 A rede viária da cidade é formada pela Avenida São Carlos e suas ruas paralelas, formando um eixo linear de grande extensão que concentra a maior parte das viagens, principalmente as do transporte público. O traçado da cidade também é baseado no anel viário e nas vias radiais, que são antigas estradas rurais. Na Figura 2 é apresentada a hierarquia e na Figura 3, a estrutura viária de São Carlos. Quanto ao uso do solo, São Carlos apresenta um uso misto predominante. A atividade industrial está concentrada em distritos localizados ao sul e sudeste da cidade, já o uso residencial é crescente nas áreas periféricas da cidade, associado à implantação de condomínios residenciais horizontais e há uma redução no uso residencial nas áreas centrais, que são cada vez mais ocupadas por estabelecimentos comerciais e de serviços. (Ribeiro, 2011). Na Figura 4 estão indicados os tipos de uso do solo e o seu mapeamento na cidade de São Carlos.

5 Fig. 2: Hierarquia viária da cidade de São Carlos. (Adaptado de São Carlos, 2007a) Fig. 3: Estrutura conceitual do sistema viário. (Adaptado de São Carlos, 2007a)

6 Fig. 4: Mapeamento do uso do solo na cidade de São Carlos (SP). (RIBEIRO, 2011) 4 METODOLOGIA As viagens dos moradores foram segregadas em três categorias principais, são elas: Modo de Transporte Privado, Modo de Transporte Coletivo e Modo de Transporte Não Motorizado. Essa subdivisão se baseou na descrição dos diversos tipos de transportes obtidos na Pesquisa OD de A composição das categorias está descrita na Tabela 2.

7 Tabela 2: Classificação dos modais de acordo com a Pesquisa OD (SÃO CARLOS, 2007) Categorias de modal Transporte Privados Transporte Coletivo Transporte Não Motorizado Modal considerado na Pesquisa OD Código Descrição Dirigindo automóvel Passageiro de automóvel Moto Ônibus Ônibus fretado Transporte escolar Taxi Lotação/ Perua Bicicleta A pé No montante de amostras coletadas na Pesquisa OD, foram desconsideradas neste estudo as que os moradores responderam outros no modo de transporte utilizado para o deslocamento, por não se encaixarem em nenhuma das três categorias modais. Também foram consideradas apenas as viagens que apresentavam caráter residencial, ou seja, tem como origem ou destino a residência, e que utilizaram apenas um tipo de modal. Para determinar a distância percorrida nas viagens, foi realizada uma estimativa levando em consideração a localização geográfica dos pontos de partida, ou seja, dos domicílios, e dos destinos das viagens. Como os dados da Pesquisa OD especificavam apenas esses dois pontos, sem detalhar o trajeto percorrido pelo morador, foi estipulada uma rota considerando o menor caminho entre eles, de acordo com a malha viária da cidade. A malha considerada foi a do transporte público, visualizada na Figura 5, pois essa rede engloba as vias arteriais e coletoras da cidade que recebem o maior fluxo. Para simplificar o cálculo das distâncias, cada moradia foi associada ao nó mais próximo da rede viária, assim foi utilizado somente o arquivo de rede viária para o cálculo das distâncias, não sendo necessária a elaboração de uma nova rede para inserir os pontos de moradia no cômputo da distância.

8 Fig. 5: Localização das linhas de transporte público da cidade de São Carlos Utilizando o programa Microsoft Excel, foram contadas o montante de viagens com a mesma origem e destino, segundo cada categoria modal; já para mensurar as distâncias desses deslocamentos foram utilizadas a matriz de distância entre pontos OD (considerando o menor caminho) e a rede viária da cidade de São Carlos, tornando possível a construção dos gráficos Trip Lenght Distribution, por meio de ferramentas contidas no Menu Planning, do TransCAD. Os gráficos Trip Lenght Distribution (TLD) avaliam a frequência de viagens de cada uma das três escolhas modais segundo as distâncias percorridas nas viagens intraurbanas. Os resultados dos gráficos TLD foram comparados entre si por meio do teste não paramétrico Kolmogorov-Smirnov (KS) e pela Taxa de Coincidência (TC). O teste KS é útil para verificar se a distribuição dos dados de uma amostra coincide com uma determinada função de distribuição de probabilidade. Isso é realizado analisando a máxima diferença entre a distribuição acumulada dos dados das duas curvas, e esse valor é comparado ao valor crítico do teste para um determinado nível de significância de acordo com a quantidade de intervalos considerados. Neste trabalho foram considerados quinze intervalos de distância de viagens e um nível de significância de 1%. A estatística usada para o teste é definida na Equação (1). sup (1) em que D é o parâmetro de comparação com o valor crítico a um nível de significância, F x é função de distribuição acumulada de amostra a em x; F x é a função de distribuição acumulada da amostra b em x.

9 Já a TC é calculada por meio da comparação entre duas áreas delimitadas pelas curvas TLD. As distribuições são mensuradas em porcentagens, e seus valores podem variar de zero, indicando que não há nenhuma área coincidente, a um, mostrando que as distribuições são totalmente coincidentes. A TC é calculada segundo a Equação (2):, á, x 100 (2) em que f (t) é a frequência de viagens estimadas pelo modelo em um determinado intervalo; F é o total de viagens estimadas; f (t) é a frequência de viagens observadas num determinado intervalo; F é o total de viagens observadas; t é o intervalo analisado e T é o número de intervalos. Maiores detalhes acerca dos métodos KS e TC podem ser encontrados em Conover (1999). 5 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Os gráficos TLD da segregação modal, Modo Coletivo, Modo Privado e Modo Não Motorizado, foram comparados entre si, e pode ser observado que as TCs dos modos privado e coletivo possuem maior similaridade entre si do que quando comparados ao Modo Não Motorizado. Isso ocorre devido ao fato de que o Modo Não Motorizado apresenta uma porcentagem de viagens inversamente proporcional à distância percorrida no deslocamento, o que não ocorre com os outros dois modos de transporte. O valor de KS verificado na comparação entre os modos privado e coletivo confirma o resultado da TC, uma vez que o valor de KS foi de 0,1872, inferior ao valor crítico de 0,4042 (referente a quinze intervalos de distância e 1% de nível de significância); aceitando a hipótese de que os gráficos são semelhantes estatisticamente, o que não ocorreu nas comparações com o TLD proveniente do Modo Não-Motorizado. Os resultados da análise comparativa podem ser visualizados na Figura 6 e na Tabela 3.

10 Frequência de Viagens Intraurbanas em relação ao Total (%) TLD Modo Privado TLD Modo Coletivo TLD Modo Não- Motorizado Distância de Viagem (km) Fig. 6: Comparação entre os TLD dos três modos de transporte Tabela 3: Valores de KS e TC dos três modos de transporte Modo Privado X Coletivo Modo Privado X Não Motorizado Modo Coletivo X Não Motorizado TC 68,14% 37,99% 27,14% KS 0,1872 0,4486 0,572 6 CONCLUSÕES Os resultados apontados por este trabalho visam subsidiar o planejamento de transportes em áreas intraurbanas, otimizando a elaboração de sistemas de mobilidade que melhor atendam as necessidades específicas de diferentes grupos de usuários conforme o modal usado. Foi possível observar que o comportamento das viagens pelos modos Privado e Coletivo apresentou uma grande semelhança estatística. Ambos indicam um número crescente de viagens até quatro ou cinco quilômetros, depois há um decréscimo na curva. Isso ocorre devido ao médio porte da cidade, onde a população não necessita percorrer grandes distâncias para chegar ao seu destino, e ao fato das linhas do transporte público atenderem as principais vias arteriais e coletoras, realizando um trajeto semelhante àqueles que se deslocam pelo Modo Privado. A análise comparativa dos modos Motorizados e Não Motorizados foi a que apresentou as maiores discrepâncias. Para o Modo Não Motorizado, a porcentagem de viagens realizadas

11 é inversamente proporcional à distância percorrida. O teste Kolmogorov-Smirnov aplicado na comparação do Modo Não Motorizado com os modos Privado e Coletivo foram de 0,4486 e 0,5720, respectivamente, valores superiores a 0,4042 (analisando para um nível de significância de 1%), confirmando que os gráficos não são semelhantes estatisticamente. Isso indica que no aspecto da divisão modal, a segregação entre os modos Não Motorizado e Motorizado merece ser considerada para aperfeiçoar a estimativa da distribuição modal, sobretudo na complementação do Modelo GDA (Ribeiro, 2011). Neste caso, as sugestões para dar continuidade a esse trabalho enfocam na definição de critérios para simular a escolha modal no Modelo GDA, incorporando na programação computacional atributos relacionados com os modos de transporte utilizados, motorizado ou não motorizado, o que aprimoraria a estimativa de geração e distribuição de viagens intraurbanas neste modelo. 7 REFERÊNCIAS BRASIL (2007) Caderno de Referência para Elaboração de Plano de Mobilidade Urbana. Ministério das Cidades. Secretaria Nacional de Transporte e da Mobilidade Urbana. CAMPOS, V. B. G. (2007) Planejamento de Transportes: conceitos e modelos de análise. Notas de aula. CARMO, J. A. (2010) Acessibilidade aos pontos de ônibus: estudo de caso em São Carlos. São Carlos: UFSCar. CONOVER, W. J. (1999) Pratical Nonparametric Statistics. New York: Jonh Wiley IBGE (2010) IBGE Cities São Carlos. Disponível em: JOVICIC, G. (2001) Activity based travel demand modelling - a literature study: Danmarks Transport Forskning. RIBEIRO, R. A., SEGANTINE, P. C. L. e RAMOS, R. A. R. (2010) Identifying mobility patterns of socioeconomic classes in a transportation context - Case study: São Carlos - SP (Brazil). In: Pluris Faro - Portugal RIBEIRO, R. A. (2011) Modelo baseado em agentes para estimar a geração e a distribuição de viagens intraurbanas. Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes e Área de Concentração em Infra-Estrutura de Transportes, Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. SÃO CARLOS (2007a) Diagnóstico do Plano Diretor de São Carlos. Plano Diretor de São Carlos. 1 CD-ROM. Arquivo PPT. SMDHU/PMSC. São Carlos.

12 (2007b). Pesquisa Origem-Destino (OD). Projeto de pesquisa financiado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo). Número de referência: 04/ TELES, P. (2003) Territórios (Sociais) da Mobilidade. Um desafio da Área da Metropolitana do Porto. Dissertação (Mestrado). Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal. As autoras deste artigo agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) por viabilizar a realização deste trabalho por meio da concessão de uma bolsa PIBITI.