PERCEPÇÃO DA QUALIDADE DE SERVIÇO POR USUÁRIOS DE RODOVIAS RURAIS DE PISTA DUPLA DO ESTADO DE SÃO PAULO Felipe Costa Bethonico José Reynaldo Setti
PERCEPÇÃO DA QUALIDADE DE SERVIÇO POR USUÁRIOS DE RODOVIAS RURAIS DE PISTA DUPLA NO ESTADO DE SÃO PAULO Felipe C. Bethonico José Reynaldo Setti Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos RESUMO O objetivo deste trabalho é avaliar a percepção da qualidade de serviço, medida de desempenho utilizada pelo Highway Capacity Manual (HCM), por usuários de rodovias rurais de pista dupla. O trabalho integra um projeto mais amplo, cuja primeira parte visa propor um método capaz de determinar a percepção que usuários têm da qualidade de serviço utilizando um microssimulador de tráfego para criar cenários semelhantes ao que o condutor vê ao dirigir em uma rodovia de pista dupla. Este trabalho refere-se à segunda parte do projeto, que consiste em aplicar o método proposto para estabelecer limites entre os níveis de serviço com base na percepção da qualidade de serviço por usuários de rodovias de pista dupla no estado de São Paulo. O trabalho será desenvolvido de acordo com as seguintes etapas: (a) revisão da literatura; (b) escolha e calibração do microssimulador de tráfego; (c) produção dos vídeos; (d) criação de um website para aplicação dos questionários; (e) coleta de dados através dos questionários; (f) análise dos dados coletados; e (g) proposição dos limites para os níveis de serviço. A avaliação da qualidade de serviço será feita através de uma escala métrica, e haverá ainda a aplicação de um questionário para traçar o perfil do condutor. Os resultados obtidos serão submetidos à análise de cluster para comparar com os limites adotados pelo HCM. 1. INTRODUÇÃO Desde o HCM 1985, o nível de serviço tem sido definido em termos de medidas de condições operacionais dentro de um fluxo de tráfego (TRB, 2010). O nível de serviço expressa a qualidade de operação de diversos serviços de transporte, entre eles, o tráfego em rodovias. No entanto, desde a publicação do HCM 2000, uma série de projetos de pesquisa têm estudado se um único fator operacional é suficiente para descrever o nível de serviço, bem como se os fatores não operacionais devem ser considerados. Estes projetos têm proposto modelos que incorporam múltiplos fatores de satisfação dos viajantes e definem limites de níveis de serviço baseados nas percepções dos viajantes da qualidade do serviço. Uma das ferramentas para análise operacional de sistemas de transporte é o simulador de tráfego. Os simuladores de tráfego têm como objetivo a criação de modelos que se assemelham à realidade, e através da diversidade de parâmetros passíveis de ajuste, buscam obter resultados que se aproximam da melhor forma possível de um caso real. A simulação também auxilia o desenvolvimento de novas alternativas para modificações em um sistema já existente, a previsão de impactos e o estudo de situações difíceis de serem analisadas por outros métodos. Diversos modelos de comportamento do condutor são utilizados como parâmetros em simuladores de tráfego. Entre estes modelos, destaca-se o car-following, que observa o comportamento de um condutor diante de um veículo à sua frente. Devido à variedade de parâmetros e a dificuldade de se adotar valores que se enquadram em diversas situações, surge a necessidade de um método eficaz de calibração do sistema. Para calibrar um simulador de tráfego, têm sido usados Algoritmo Genético (AG). O AG calibra modelos procurando valores ótimos dos parâmetros de calibração, baseando-se em conceitos de genética evolutiva, como crossover, mutação e predação. Através de contínuas simulações, o algoritmo busca os melhores valores de parâmetros a fim de encontrar resultados mais próximos aos observados em campo. 1
A calibração do simulador de tráfego pode auxiliar pesquisas em diversos aspectos. O HCM, apesar de ser um manual de capacidade de rodovias consagrado internacionalmente e destacar-se como a principal referência na avaliação operacional (Setti, 2009), necessita de adaptação. O manual foi criado a partir de estudos feitos em rodovias da América do Norte, e basear as normas nacionais no HCM sem uma adequação à realidade local pode gerar dados que não representam as reais condições do caso estudado. Dada a necessidade dessas adequações e a possibilidade de uso de simuladores de tráfego, esta pesquisa utilizará recursos de calibração do simulador, com o objetivo de criar cenários semelhantes ao comportamento real. O objetivo desta pesquisa de mestrado é, através da aplicação do método proposto por Paiva e Setti (2014), determinar como usuários de rodovias de pista dupla rurais no estado de São Paulo percebem a qualidade de serviço e, com base nisso, propor limites para os níveis de serviço para essa classe de rodovias. 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA PRELIMINAR Em função das limitações de espaço, apenas dois aspectos da revisão bibliográfica serão abordados neste trabalho: a calibração de modelos de simulação de tráfego e a determinação de níveis de serviço a partir da percepção que usuários têm da qualidade da viagem. 2.1 Calibração de modelos microscópicos de simulação de tráfego Entre as diversas técnicas para calibração de modelos de microssimulação de tráfego baseadas em algoritmos genéticos, pode-se ressaltar um estudo que apresenta um método de calibração com base na correspondência de gráficos de fluxo-velocidade observados em campo e obtidos a partir de resultados gerados por um simulador microscópico de tráfego (Menneni, Sun e Vortisch, 2008). A função de adaptação usada baseou-se na avaliação da correspondência de gráficos fluxo-velocidade, a partir de métodos de reconhecimento de padrões. Os dados usados foram obtidos em uma rede viária próxima à rodovia US-101, em São Francisco, EUA. Foram utilizadas três medidas de desempenho na calibração: o fluxo máximo em 5 minutos; o fluxo máximo em 5 minutos sustentado ao longo de 15 minutos; e a combinação de gráficos de fluxo-velocidade. A comparação entre as três calibrações mostrou que a combinação de gráficos obteve um bom desempenho nas três regiões de fluxo: livre, congestionado e descarga da fila. A pesquisa sugere que outros tipos de gráfico podem ser utilizados no reconhecimento de padrões. 2.2 Nível de serviço sob a perspectiva do usuário Desde a edição de 1985 do UCM, o nível de serviço é definido com base numa medida de desempenho. Essa medida de desempenho geralmente deve ser facilmente observável no campo, perceptível pelos usuários e influenciável pelos operadores do sistema; além disso, os limiares dos níveis de serviço devem ser estabelecidos a partir da percepção que os usuários têm da qualidade de serviço (TRB, 2010; p. 1-10). Um modelo para estimar a qualidade de serviço através da percepção dos usuários e, com base nas respostas dos participantes, estabelecer os limites dos níveis de serviço, levou em consideração o problema da falta de distinção, no HCM, para rodovias urbanas e rurais, aliado à hipótese de que o método fornecido HCM poderia não representar a percepção dos condutores (Washburn e Kirschner, 2006). 2
O método usado baseou-se na realização de filmagens do ponto de vista do condutor. Os vídeos abrangiam diversos níveis de serviço, embora houvesse uma limitação de não serem apresentados diversos fatores que influenciariam no fluxo de veículos. Os vídeos foram mostrados para grupos de participantes que respondiam a um questionário para coleta de informações pessoais do condutor e para a avaliação dos vídeos apresentados. Os resultados obtidos sugerem que, de acordo com a percepção dos usuários, os limiares dos níveis de serviço de rodovias rurais deveriam ser inferiores aos das rodovias em zonas urbanas. Um estudo para identificar e analisar a relação entre a percepção do nível de serviço, as características do condutor e as condições de tráfego foi realizado na Grécia (Papadimitriou, Mylona e Golias, 2010). O método utilizado foi a realização de entrevista no local onde o monitoramento era realizado. Os motoristas eram escolhidos de forma aleatória ao pararem em um sinal vermelho na saída de um trecho de autoestrada. Com os dados obtidos nas entrevistas, realizou-se uma análise por meio de um modelo linear segmentado que utilizou como variável representativa do tráfego a razão entre o fluxo e a capacidade da via (v/c). Três cenários foram analisados, supondo-se que os condutores teriam baixa, média ou alta tolerância a congestionamento. Desta forma, determinou-se quantos níveis de serviço são percebidos e seus respectivos limites. Foram distinguidos três níveis de serviço por condutores com média e alta tolerância, e para motoristas de baixa tolerância, apenas dois níveis de serviço. 3. MÉTODO UTILIZADO A pesquisa proposta consiste na aplicação do método proposto num estudo que visa identificar como medir a percepção dos usuários da qualidade de uma viagem (Paiva e Setti, 2014). O método proposto para a realização desta pesquisa inclui as seguintes etapas: a. Revisão da literatura Nesta etapa serão estudados os assuntos sobre os quais foi construído o método proposto por Paiva e Setti (2014) e tópicos necessários para a sua implementação. Esses assuntos incluem: (1) a definição de qualidade de serviço no Highway Capacity Manual (HCM) e critérios para estabelecimento de níveis de serviço; (2) métodos para medida de percepção de atitudes e conceitos de psicofísica correlatos; e (3) modelos de simulação microscópica de tráfego e procedimentos de calibração baseados em algoritmos genéticos. b. Calibração do Modelo Nesta etapa da pesquisa, será escolhido o modelo microssimulação através do qual serão gerados os vídeos que serão mostrados para os participantes da pesquisa. Em seguida, o microssimulador será calibrado, de forma que reproduza, com um grau de fidelidade adequado, o comportamento do tráfego observado em rodovias de pista dupla do estado de São Paulo. As etapas da calibração constituem-se de: (1) escolha do método de calibração; (2) adaptação do algoritmo genético existente; (3) escolha dos trechos para calibração e obtenção dos dados da corrente de tráfego no local; (4) calibração do modelo; e (5) validação do modelo recalibrado. c. Produção dos vídeos Após a calibração do simulador de tráfego, serão produzidos vídeos do simulador para avaliação dos participantes. Os vídeos serão gerados levando em consideração diferentes condições de tráfego (variação no percentual de veículos pesados e no volume de tráfego), com densidades de tráfego que abrangerão níveis de serviço propostos pelo HCM (nível de serviço A ao 3
nível de serviço E). Haverá a edição dos vídeos para que o cenário apresentado se assemelhe à perspectiva de um condutor dentro do veículo. d. Criação do website para coleta dos dados Os vídeos produzidos através do simulador serão publicados em um website para que os participantes possam avaliar a qualidade da viagem a partir de uma escala psicométrica. Junto aos vídeos, será aplicado um questionário para traçar o perfil do condutor. O questionário deverá conter questões como gênero, idade, escolaridade, renda, experiência em dirigir em rodovias, entre outras. Nesta etapa, pretende-se obter respostas ao questionário por uma amostra de motoristas que possa ser considerada representativa dos usuários desta classe de rodovias. e. Análise dos dados obtidos Nesta etapa, os dados coletados através das entrevistas realizadas com o auxílio do website, serão analisados com o propósito de avaliar a quantidade de níveis de serviços percebidos, assim como, de determinar os limites entre os níveis de serviço. Conforme o método proposto (Paiva e Setti, 2014), a ferramenta a ser usada é a análise de agrupamento (cluster). O fluxograma da Figura 1 mostra as atividades que serão executadas nesta etapa da pesquisa. Coletar dados Segregar dados em grupos de análises Fragmentar o conjunto de respostas do respondente (individualização) Etapa de partição Comparar o coeficiente de aglomeração Realizar a padronização interna da amostra Excluir conjunto de respostas indesejáveis Normalização das variáveis Selecionar as variáveis da variável estatística do modelo Selecionar a quantidade de grupos ideal Definir os limites entre os níveis de serviço Figura 1: Fluxograma do processo de obtenção dos limites dos níveis de serviço REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Menneni, S. (2008) Pattern recognition based microsimulation calibration and innovative traffic representations. Tese de Doutorado. University of Missouri-Columbia. Columbia, USA. 169p. Menneni, S.; Sun, C.; Vortisch, P. (2008) Microsimulation calibration using speed-flow relationships. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, v.2088, p. 1-9. Paiva, A. O. e Setti, J. R. (2014) Avaliação da qualidade de serviço em rodovias rurais de pista dupla com base na percepção dos usuários. Relatório de dissertação submetido para apresentação no XXVIII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes, Curitiba. Papadimitriou, E.; Mylona, V.; Golias, J. (2010) Perceived level of service, driver, and traffic characteristics: piecewise linear model. Journal of Transportation Engineering, v. 136, n. 10, p. 887-894. Setti (2009) Highway Capacity Manual ou um manual de capacidade rodoviária brasileiro? Anais do 6º Congresso Brasileiro de Rodovias e Concessões CBR&C 2009, Florianópolis. TRB (2010) Highway Capacity Manual (5ª Ed.). Transportation Research Board, Washington D.C., USA. Washburn, S. S.; Kirchner, D. S (2006) Rural freeway level of service based on traveler perception. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, v.1988, p. 31-37. Felipe C. Bethonico (felipe@bethonico.com.br), aluno de mestrado Prof. José Reynaldo Setti (jrasetti@usp.br), orientador Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo Av. Trabalhador São-carlense, 400 São Carlos, SP 4