Gerenciamento ativo de tráfego : estudo de caso de uma autoestrada brasileira

Abstract

Esta dissertação apresenta uma análise da modelagem de estratégias de gerenciamento ativo de tráfego para um estudo de caso de uma autoestrada brasileira. O gerenciamento ativo de tráfego busca de uma forma eficiente melhorar as condições do tráfego durante horários e locais mais congestionados. Esta abordagem consiste em uma combinação de estratégias que aperfeiçoam a operação da infraestrutura existente. Esta dissertação é composta de três artigos, nos quais são apresentados: (i) as tendências atuais de gerenciamento ativo de tráfego, discutindo seus propósitos, definições, benefícios e tendências em novos projetos, (ii) uma análise dos dados coletados no trecho em estudo, que servem de base para a calibração e validação do modelo de simulação, (iii) calibração no software VISSIM do segmento de autoestrada estudado para reproduzir os comportamentos observados em campo, incluindo as velocidades, parâmetros de car following e de troca de faixas e (iv) uma avaliação e quantificação da eficácia da modelagem das estratégias de gerenciamento ativo de tráfego para o trecho em estudo. A calibração do modelo foi um estágio importante da modelagem, pois o trecho modelado possui características especiais quanto ao comportamento do tráfego. Assim, o simular não é capaz de reproduzir naturalmente o trecho em estudo com seus parâmetros default, fazendo-se necessário um esforço de calibração para representar de forma satisfatória as características presentes na rodovia. O tempo de headway e a distância mínima entre os veículos, a agressividade nas trocas de faixa, e nas acelerações e desacelerações foram os parâmetros com maior influência na modelagem. Dados coletados através de filmagens e de coletores com laços indutivos foram usados para calibrar e validar o modelo de simulação. As estratégias de gerenciamento ativo de tráfego empregadas na simulação foram a de harmonização da velocidade e a do uso temporário do acostamento. A modelagem demonstrou que o gerenciamento ativo de tráfego tem impactos positivos na operação do tráfego. Redução de headways, redução nos tempos médios de viagem, na variabilidade dos tempos de viagem e no número de trocas de faixa foram benefícios mensurados. Com o uso das estratégias houve também redução do tempo em que o fluxo da via permanece em colapso, aumentando a eficiência do trecho.

This paper presents an analysis of modeling strategies for active traffic management to a case study of a Brazilian highway. The active traffic management search for an efficient way to improve traffic conditions during the most congested times and locations. This approach consists of a combination of strategies that improve the operation of existing infrastructure. This dissertation consists of three articles in which they are presented: (i) the current trends of active traffic management, discussing its purpose, definitions, benefits and trends in new projects, (ii) an analysis of data collected in the stretch under study, serving as a basis for calibration and validation of the simulation model, (iii) calibration of the VISSIM software for a studied freeway segment to reproduce the behaviors observed in the field, including speeds, car following parameters and lane changes and ( iv) an assessment and quantification of the effectiveness of modeling strategies for active traffic management to the stretch under study. The calibration of the model was an important stage of the modeling, because the modeled stretch has special characteristics as the traffic behavior. Thus, the simulator is not able to naturally simulate the performance under study with its default parameters, making it necessary a calibration effort to represent satisfactorily the features present on the highway. The headway time and the minimum distance between vehicles, aggressiveness in lane changes, and the acceleration and deceleration parameters were most influential in the model. Data collected through filming and collectors with inductive loops were used to calibrate and validate the simulation model. The active traffic management strategies assets employed in the simulation were the speed harmonization and temporary hard shoulder use. The modeling showed that the active traffic management has a positive impact on traffic operation. Reducing headways, reduction in average travel time, variability in travel times and the number of lane changes were measured benefits. With the use of strategies were also reduces the time in which the flow pathway remains collapsed, increasing the efficiency of the stretch.