Universidade Presbiteriana Mackenzie Escola de Engenharia Depto. de Engenharia Civil 1 0 semestre de 2.013 Aula 15 Controle semafórico
15. Formas de controle semafórico abordadas nesta aula isolado em rede centralizado (coordenação por computador) em tempos fixos atuado em tempo real
15.1. Semáforos isolados são isolados aqueles que não possuem nenhuma ligação ou relação com os semáforos dos cruzamentos próximos, ou seja, operam independentemente dos demais semáforos em geral são usados em locais de baixa densidade de semáforos ou em pontos que tem operação independente do resto da malha viária ao seu redor (grandes praças, por exemplo)
15.1. Semáforos isolados (cont.) Legenda = semáforo Na figura ao lado, exemplo fictício de três semáforos isolados a operação de cada um independe dos demais
15.2. Redes de semáforos rede é um agrupamento de semáforos, que operam coordenados em geral, essa coordenação é feita por ligação física entre os componentes da rede, via cabos
15.2. Redes de semáforos (cont.) a principal vantagem da operação dos semáforos em rede é a possibilidade de se determinar os instantes de abertura de semáforos próximos, via programação, proporcionando onda verde aos usuários da via a onda verde é obtida através do sincronismo entre os cruzamentos da rede (ou seja, todos os semáforos obedecendo a uma mesma referência de tempo)
15.2. Redes de semáforos (cont.) Como garantir que os dois carros nunca se encontrem?
15.2. Redes de semáforos (cont.) para possibilitar a programação dos instantes de abertura, todos os semáforos da rede devem ter o mesmo ciclo, determinado pelo cruzamento crítico Exemplo de rede 30 40 50 40 n = ciclo calculado para o cruzamento (em segundos) no exemplo acima, a rede deverá ter ciclo de 50 s
15.2. Redes de semáforos (cont.) as redes são utilizadas onde existam semáforos em sequência, próximos, normalmente em um trajeto retilíneo em geral, o sincronismo só é vantajoso para distâncias inferiores a 300 m acima dessa distância, normalmente, a dispersão dos pelotões de veículos neutraliza a vantagem do sincronismo
15.3. Redes de semáforos exemplo fonte: CET rede formada por 5 cruzamentos, com 5 controladores semafóricos (não centralizada)
15.4.1. Sincronismo em uma rede mão única a diferença entre os instantes de abertura de dois semáforos consecutivos é conhecida como defasagem em vias de mão única, recomenda-se utilizar como valor de defasagem o tempo médio de de deslocamento dos veículos entre as duas linhas de retenção consecutivas, considerando a velocidade regulamentada da via essa recomendação aplica-se em situações em que não ocorrem influências como volume de conversões significativo e variação no tamanho das caixas (quadras)
15.4.1. Sincronismo em uma rede mão única (cont.) percurso Recomenda-se, sob certas condições, que a defasagem seja igual ao tempo médio de percurso, considerando a velocidade regulamentada na via
15.4.1. Sincronismo em uma rede mão única (cont.) No caso assinalado temos um exemplo de impossibilidade de sincronismo para a R. Martim Francisco (centro, S. Paulo). Não há uma rede semafórica formada. Os símbolos indicam 4 tipos diferentes de controladores, cada um pertencente a uma rede distinta fonte: CET
15.4.2. Sincronismo em uma rede mão dupla em vias de mão dupla, a obtenção do sincronismo é mais complexa, pois a adoção de uma onda verde em um sentido pode prejudicar em demasia a progressão do tráfego no sentido oposto para auxiliar no estabelecimento do sincronismo em vias de mão dupla, pode-se utilizar um método gráfico baseado no diagrama de barras ou softwares específicos
15.4.2. Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) exemplo da técnica gráfica para determinação da defasagem em vias de mão dupla fonte: CET
15.4.2. Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) exemplo de um software para auxiliar na determinação da defasagem em vias de mão dupla
15.4.2. Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) fonte: CET/DCS-4 exemplo de um diagrama de bandas usado para visualizar a defasagem em vias de mão dupla
15.4.2. Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) existem vários softwares de simulação semafórica, que fornecem, além da melhor defasagem, outros parâmetros básicos como tempo de ciclo e partição de verde um dos mais conhecidos é o Transyt, desenvolvido pelo Transportation Research Laboratory TRL, da Inglaterra no Brasil, o Eng. Luis Molist Vilanova, da CET de S. Paulo, desenvolveu e está aplicando o simulador semafórico SIRI
15.4.2. Sincronismo em uma rede mão dupla (cont.) exemplo de tela do SIRI fonte: CET
15.5. Tipos de operação semafórica em redes redes não centralizadas redes centralizadas
15.5.1. Redes não centralizadas de semáforos operam coordenadas a partir de um controlador-mestre, cujo relógio é a referência para todos os demais equipamentos da rede principal desvantagem os controladores da rede não podem ser acessados remotamente fonte: CET/DCS-4
15.5.2. Redes centralizadas de semáforos Representação esquemática de uma rede centralizada: os semáforos em campo são coordenados por um computador ligado fisicamente aos controladores semafóricos rede semafórica
15.5.2. Redes centralizadas de semáforos (cont.) principais vantagens: permite alterações remotas e controle de falhas principal desvantagem: investimento inicial relativamente alto
fonte: CET/DCS-4 15.5.2. Redes centralizadas de semáforos (cont.) exemplo de rede semafórica centralizada
15.5.2. Redes centralizadas de semáforos (cont.) fonte: Tesc exemplo de telas de controle semafórico centralizado
fonte: CET/DCS-4 15.5.2. Redes centralizadas de semáforos (cont.) fonte: Tesc exemplo de tela de controle semafórico centralizado
15.6. Modos de operação dos semáforos em tempos fixos atuados em tempo real
15.6.1. Operação semafórica em tempos fixos planos específicos pré-calculados para as várias situações do dia são implementados automaticamente, obedecendo uma tabela horária sistemas centralizados, em geral, permitem planos especiais para eventos não rotineiros
15.6.1. Operação semafórica em tempos fixos (cont.) veículos por hora horas 0 6 9 12 14 17 19 21 23 do dia exemplo de variação da média do fluxo em uma via
15.6.1. Operação semafórica em tempos fixos (cont.) veículos por hora 2 1 2 3 4 0 6 9 12 14 17 19 21 23 horas do dia possível distribuição de planos semafóricos para o exemplo anterior (total de 5 planos ao longo do dia) 5 3 1
15.6.2. Exemplo de tabela horária tempos em segundos 60 50 60 72 80 60 72 60 72 60 Ciclo 21 15 24 20h00 Todos 06 8 21 15 24 07h00 Domingo 06 10 20-30 23h00 Todos 05 9 25 15 32 19h00 Seg/Sáb 02 7 31 15 34 17h00 Seg/Sáb 04 6 21 15 24 15h00 Seg/Sáb 01 5 28 15 29 11h00 Seg/Sáb 03 4 21 15 24 10h00 Seg/Sáb 01 3 25 15 32 07h00 Seg/Sáb 02 2 21 15 24 05h00 Seg/Sáb 01 1 Estágio C Estágio B Estágio A Horário Período Plano Troca 60 50 60 72 80 60 72 60 72 60 Ciclo 21 15 24 20h00 Todos 06 8 21 15 24 07h00 Domingo 06 10 20-30 23h00 Todos 05 9 25 15 32 19h00 Seg/Sáb 02 7 31 15 34 17h00 Seg/Sáb 04 6 21 15 24 15h00 Seg/Sáb 01 5 28 15 29 11h00 Seg/Sáb 03 4 21 15 24 10h00 Seg/Sáb 01 3 25 15 32 07h00 Seg/Sáb 02 2 21 15 24 05h00 Seg/Sáb 01 1 Estágio C Estágio B Estágio A Horário Período Plano Troca
15.6.3. Informações complementares a operação semafórica em tempos fixos é a predominante no Brasil para obter resultados satisfatórios, esse tipo de operação semafórica depende de uma grande quantidade de dados (de demanda e oferta) as tabelas horárias seguem valores médios. São embutidas folgas nos tempos, para compensar as aleatoriedades
15.6.4. Semáforos atuados utilizado em semáforos isolados não existe programação prévia (tabela horária) a passagem do tráfego por dispositivos de detecção instalados nas vias é processada no controlador, que adapta os tempos semafóricos para atender as variações da demanda veicular o controlador trabalha com parâmetros informados previamente, como tempos de ciclo e de verde máximos e mínimos; extensões de verde
Rua Pietrantonio 15.6.4. Semáforos atuados (cont.) esquema de instalação Rua Hugo detector controlador
15.6.5. Operação em tempo real semelhante ao modo atuado, porém, operando em redes e processamento dos dados por um computador central a passagem do tráfego pelos sistemas de detecção instalados nas vias é informada aos computadores, que adaptam os tempos semafóricos para atender as variações da demanda veicular os sistemas em tempo real otimizam continuamente três parâmetros: ciclo, fração de verde e defasagem
06:00:14 06:14:42 06:27:29 06:40:21 06:53:18 07:06:54 07:20:24 07:36:01 07:52:44 08:11:36 08:33:24 08:52:37 09:10:28 09:26:55 09:41:21 09:54:11 10:07:03 10:21:08 10:36:03 10:49:22 11:02:59 11:15:49 11:28:39 11:41:30 11:54:20 Ciclo (s) 15.6.5. Operação em tempo real (cont.) 130 LOCAL: Av. Rudge X R. Baronesa de Porto Carreiro DATA: 18/SET/97 Faixa Horária: 6h00-12h00 120 110 100 90 80 70 Tempo Fixo SCOOT 60 50 40 Horário Gráfico comparativo entre a operação semafórica em tempo fixos e o tempo real
15.6.6. Sistemas de detecção de veículos fonte: Encarta Exemplo de detecção por laço indutivo
15.6.6. Sistemas de detecção de veículos (cont.) Exemplo de secção de detecção por laço indutivo
15.6.6. Sistemas de detecção de veículos (cont.) o sistema de detecção por laço indutivo funciona com base na variação que a massa metálica de um veículo provoca no campo magnético gerado por uma corrente elétrica passando por uma espira embutida no pavimento (constituído por um cabo metálico enrolado em uma fenda retangular na pista) existem outros sistemas de detecção, que não usam o laço indutivo, como emissor de microondas e laços virtuais em câmeras de TV
15.6.6. Sistemas de detecção de veículos (cont.) Sistema de detecção veicular através de laço detector virtual, utilizando imagem de câmera de vídeo
15.7. Central de controle de semáforos reunião dos sistemas usados para o acompanhamento do tráfego, em uma base de operações: monitores dos computadores, câmeras de TV, rádio transmissores, telefones etc
15.7.1. Esquema operacional de uma Central de Controle Câmeras de TV Central de controle Controlador Operação semafórica em tempo real