Highway Capacity Manual Ou Um Manual Brasileiro

HIGHWAY CAPACITY MANUAL OU

UM MANUAL DE CAPACIDADE RODOVIÁRIA BRASILEIRO? 1 José Reynaldo Setti Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Engenharia de Transportes

RESUMO Este artigo discute a necessidade de se fazer uma adaptação do Highway Capacity Manual para para o Brasil. Inicialmente, o artigo apresenta as bases teóricas da determinação da qualidade de serviço em autoestradas, rodovias rodovias de pista dupla e rodovias de pista simples. A seguir, discutem-se os aspectos das vias e do tráfego que afetam a qualidade de serviço e as diferenças existentes entre o meio-ambiente meio-ambiente viário da América do Norte e o do Brasil e como essas diferenças podem afetar o processo de estimativa da qualidade de serviço. O artigo apresenta uma discussão sobre como os efeitos combinados do projeto geométrico e do desempenho dos veículos pesados interferem na estimativa da qualidade de serviço e comparam-se os veículos usados na elaboração do HCM2000 e os caminhões que operam em rodovias do estado de São Paulo, do ponto de vista de seus impactos na corrente de tráfego. A seguir, o artigo aborda os aspectos principais que devem ser estudados para adaptar o HCM para o Brasil e apresentam-se resultados já obtidos em pesquisas anteriores. anteriores. A acurácia de estimativas do nível de serviço para rodovias no estado de S. Paulo é discutida, a partir da comparação de níveis de serviço observados com estimativas obtidas através da aplicação do HCM2000 e das adaptações já realizadas. O artigo conclui pela necessidade de adaptar o HCM para o Brasil e abandonar o uso da versão norte-americana. Palavras-chave : Qualidade de serviço; Nível de serviço; HCM.

1. INTRODUÇÃO A qualidade de serviço é a forma como os engenheiros de tráfego avaliam a “qualidade” da viagem como percebida pelos usuários das vias. O conceito de qualidade de serviço foi inicialmente proposto nos EUA e rapidamente adotado no resto do mundo. Hoje em dia, a qualidade de serviço é uma medida fundamental para avaliar o desempenho de trechos de rodovias, Manual (ou do ponto de vista do fluxo de tráfego. O Highway Capacity Manual (ou HCM, como costuma ser chamado) é a referência básica para a avaliação da qualidade de serviço. Além de definir os parâmetros usados para medir a qualidade de serviço, o HCM contém um conjunto de procedimentos estabelecidos para sistematizar e uniformizar a medição da qualidade de serviço. O HCM surgiu em 1950, através do Bureau of Public Roads (BPR), o precursor da atual Federal Highway Administration (FHWA). Baseado em estudos realizados durante as décadas de 1930 e 1940, esta versão inicial tinha a intenção de servir como diretriz para projetos de rodovias e não tratava especificamente da avaliação da qualidade de serviço da corrente de tráfego (Robinson, 1998). A segunda versão do HCM, de 1965, baseou-se em estudos sobre capacidade, focalizados principalmente em freeways. O HCM de 1965 foi editado pelo Comitê TO-4 de Capacidade Viária do Highway Research Board (HRB). Com o HCM de 1965, foram introduzidos o conceito de nível de serviço e modelos e procedimentos para serem usados na avaliação operacional da qualidade de serviço de trechos homogêneos de rodovias (HRB, 1965). A versão seguinte do HCM foi publicada em 1985 (TRB, 1985), pelo Transportation Research Board, sucessor do HRB. Baseada em mais de uma dezena de estudos detalhados, esta versão 1

Trabalho premiado no Salão da Inovação e publicado nos anais do CBR&C 2009, realizado em Florianópolis, SC, em setembro de 2009

reforçou e clarificou o conceito de nível de serviço e foi além das rodovias, incluindo capítulos sobre transporte público urbano, pedestres e bicicletas, (Robinson, 1998). Esta versão foi revisada em 1994 e em 1997 e, como a anterior, focalizava apenas a análise de componentes homogêneos – ou seja, não estipulava como a análise de um trecho de rodovias com características heterogêneas deveria ser feito. A versão mais recente do HCM é a de 2000, que estende, clarifica e fortalece o conceito de nível de serviço. Esta versão inclui orientações de como relacionar os resultados das estimativas de qualidade de serviço com análises econômicas e de impactos ambientais e fornece procedimentos que permitem fazer uma análise global da qualidade de serviço de sistemas formados por componentes heterogêneos. O HCM2000 contém 31 capítulos, divididos em cinco partes; a parte 3 contém procedimentos específicos para avaliação do desempenho, capacidade e nível de serviço de vias e rodovias, bem como de componentes viários destinados a pedestres, bicicletas e transporte coletivo. A pesquisa usada no desenvolvimento do HCM2000 foi inteiramente realizada nos EUA, entre 1995 e 1999 (TRB, 2000). Desde a versão de 1965, o HCM tornou-se a referência primordial, em todo o mundo, para a avaliação da capacidade e da qualidade de serviço, principalmente a partir de 1990 (TRB, 2000). Esta “internacionalização” do HCM foi tacitamente reconhecida pelo TRB, na medida em que o HCM2000 foi editado em duas versões: em unidades do SI e em unidades tradicionais americanas. A despeito disso, vale destacar que, na sua introdução, ressalta que “...o usuário deve sempre ter em mente que a maior parte da pesquisa básica, que os valores de fault e as aplicações típicas [dos métodos apresentados] dizem respeito à América do Norte e, particularmente, aos Estados Unidos. Embora haja indubitável valor nos métodos apresentados, sua aplicação fora da América do Norte requer uma ênfase adicional na adaptação de equações e processos para condições locais...” (TRB, 2000, p. 1-2).

Em função dessas limitações inerentes, o HCM foi adaptado para diversos países, para melhor refletir as particularidades locais. As adaptações podem incluir até mesmo uma completa modificação do processo de estimativa, como é o caso, por ex., dos métodos para estimar nível de serviço de rodovias de pista simples usados na Alemanha (FGSV, 2002) e na África do Sul (Van As, 2000). No Brasil, as adaptações usadas não tem um embasamento técnicocientífico desejável e, em função disso, há a possibilidade de se obter resultados que podem tanto subestimar como superestimar ou, até mesmo, avaliar corretamente a qualidade de serviço experimentada pelos usuários da via. Este trabalho tem por objetivo discutir a necessidade de se adaptar o HCM ao Brasil. Inicialmente, o artigo apresenta, de forma sucinta, as bases teóricas do método para determinação da qualidade de serviço usado no HCM2000. A seguir, diferenças existentes entre o meioambiente viário da América do Norte e o do Brasil e como essas diferenças afetam o processo de estimativa da qualidade de serviço. A seguir, discutem-se os aspectos principais necessários para adaptar o HCM2000 ao Brasil e resultados já obtidos em estudos preliminares são mostrados, comparando-se as estimativas obtidas com o HCM2000, as adaptações já realizadas e a qualidade de serviço real da rodovia.

2. CAPACIDADE E NÍVEL DE SERVIÇO NO HCM2000 O HCM define capacidade de uma rodovia como a máxima taxa de fluxo horária sob a qual veículos conseguem passar por um dado ponto durante um certo período, sob condições usu-

ais de tráfego e da via (TRB, 2000, p. 2-2). O HCM deixa claro que a base para definição da capacidade não é o fluxo máximo observado, mas aquele que pode ser observado repetidamente em períodos de pico com demanda suficiente. A capacidade de um trecho pode ser alcançada em qualquer outro trecho com características similares em qualquer lugar da América do Norte (TRB, 2000, p. 2-2). O HCM também faz uma distinção entre demanda e volume. Demanda é o número de veículos que deseja usar um trecho de via enquanto que volume é a taxa de descarga de um trecho de via. Se não há congestionamento (ou fila), a demanda é igual ao volume (TRB, 2000, p. 22). O HCM define autoestradas (ou freeways, em inglês) como rodovias de pista dupla na qual existe controle de acesso – ou seja, veículos só podem entrar ou sair da via em dispositivos especialmente construídos para isso. Para o HCM, no entanto, em rodovias de pista dupla (ou, em inglês, multilane highways) não há tal controle de acesso e pode até haver cruzamentos em nível e até mesmo, um ou outro semáforo, especialmente nos trechos urbanos. O HCM também define condições padrão, para as quais se fornece uma capacidade básica. Essas condições padrão incluem tempo firme (sem chuva, granizo, etc.), pavimento em boas condições, usuários familiarizados com a via e ausência de bloqueios ou impedimentos ao tráfego. Para rodovias, o HCM ainda especifica entre as condições padrão: faixa de tráfego de 3,60 m de largura; acostamentos de pelo menos 1,80 m de largura, sem obstáculos ou objetos; corrente de tráfego formada apenas por automóveis (carros de passeio); relevo plano; ausência de zonas de ultrapassagem proibida e distribuição direcional de tráfego equilibrada em rodovias de pista simples; e pelo menos 5 faixas de tráfego em cada sentido, para autoestradas. Em muitos trechos, as condições locais diferem das condições padrão; nestes casos, o método prevê ajustes para refletir condições diferentes das ideais. O HCM define a capacidade básica de autoestradas com condições padrão como sendo 2400 carros de passeio.faixa -1.hora-1 (TRB, 2000, p. 13-4); a capacidade básica de rodovias de pista dupla com condições ideais é 2200 cp.faixa -1.h-1 (TRB, 2000, p. 12-3); e a capacidade básica bidirecional de rodovias de pista simples onde há condições padrão é de 3200 cp.h -1 (TRB, 2000, p. 12-16).

2.1. Nível de serviço Desde a edição de 1965, o HCM usa níveis de serviço para representar a qualidade da viagem experimentada pelos usuários da rodovia. O nível de serviço é um conceito interessante pois permite comparar trechos de características diferentes e é fácil de ser compreendido, mesmo por pessoas sem um maior conhecimento do processo de avaliação da qualidade de serviço. O HCM usa seis níveis de serviço, que são representados pelas letras A a F, sendo A o melhor nível de serviço e F, o pior. O nível de serviço F representa fluxos congestionados, em trechos em que a demanda excede a capacidade da rodovia. A capacidade da rodovia corresponde ao nível de serviço E. Os limites entre os níveis de serviço A–B, B–C, C–D e D–E são definidos de uma forma um tanto quanto arbitrária, pelos membros do Comitê de Capacidade e Qualidade de Serviço do TRB; o limite entre os níveis de serviço E e F, entretanto, corresponde à capacidade da via e é determinado empiricamente, a partir de dados coletados em trechos onde existem condições ideais de geometria da via e do tráfego (TRB, 2000).

Os níveis de serviço representam uma percepção qualitativa da qualidade da viagem, em termos da velocidade (ou tempo de viagem), liberdade de manobras na corrente de tráfego, interrupções e paradas ao longo da viagem, e aspectos de difícil mensuração quantitativa como conforto e conveniência (TRB, 2000, p. 2-2). Cada um dos seis níveis de serviço representa uma faixa de condições do tráfego, correspondente à percepção destas condições pelos usuários, sendo que a segurança do trânsito não está incluída nas medidas da qualidade de serviço. Como os níveis de serviço são medidas qualitativas das condições do tráfego, o HCM usa “medidas de desempenho” (ou medidas de eficácia) para fazer uma correlação entre a percepção da qualidade e as condições operacionais da corrente de tráfego (TRB, 2000, p. 2-2). As medidas de desempenho podem ser calculadas em função das características da via e do tráfego e servem como determinantes do nível de serviço. Para rodovias, as medidas de desempenho usadas no HCM2000 são a concentração (ou densidade) da corrente de tráfego, para autoestradas e rodovias de pista dupla, e a velocidade média de percurso e a porcentagem de tem po viajando em pelotões, para rodovias de pista simples.

2.2. Visão geral do processo de estimativa do nível de serviço no HCM2000 De uma forma geral, o processo de estimativa do nível de serviço para rodovias (autoestradas, pista dupla e pista simples) baseia-se numa curva fluxo ! velocidade, que reflete o comportamento da corrente de tráfego estudada. Esta curva fluxo ! velocidade, mostrada na Figura 1, é uma curva empírica, obtida de dados coletados através de sensores instalados em trechos de rodovias onde existem condições ideais, como os mostrados na Figura 2. Como a curva é em pírica, nela estão refletidas características dos motoristas (comportamento e agressividade) e dos veículos (desempenho), que são características “locais” e devem variar de país para país.

Figura 1: Curvas fluxo vs. velocidade para rodovias com condições ideais: (a) autoestradas; (b) rodovias de pista simples [TRB, 2000, p. 13-3 e p. 12-14]

Os dados mostrados na Figura 2 foram obtidos por sensores instalados em rodovias no estado de São Paulo e incluem apenas as observações em que a porcentagem de veículos comerciais é menor que 2%. Os dados referentes à rodovia de pista simples excluem as observações feitas sob condições de congestionamento.

Figura 2: Observações fluxo vs. velocidade em rodovias do estado de São Paulo, com menos de 2% de veículos pesados: (a) faixa de tráfego próxima ao canteiro central de uma autoestrada de projeto geométrico com condições ideais; (b) rodovia de pista simples de projeto geométrico com condições ideais

A determinação do nível de serviço é feita em função do fluxo equivalente, medido em carros de passeio/(hora.faixa), que é obtido através de uma equação que converte o fluxo observado (em veic/h) para a taxa de fluxo nos 15 minutos mais congestionados da hora, cp/(h.faixa) (TRB, 2000, p. 21-7): !

p

em que

Q =

PHF " N " f HV " f p

(1)

: fluxo equivalente nos 15 minutos mais congestionados da hora [cp/(h.faixa)]; Q: volume observado durante a hora [veic/h]; PHF : fator de pico horário, que reflete a existência de variações no fluxo dentro da hora; N : número de faixas de tráfego; f HV : fator de ajuste para o efeito dos veículos pesados na qualidade do serviço; e f p: fator de ajuste para o efeito das características dos motoristas na qualidade do serviço. " p

A Equação 1 permite transformar um fluxo medido em veículos/hora num fluxo equivalente medido em carros de passeio/hora. Conhecido o fluxo equivalente, pode-se determinar a velocidade da corrente de tráfego usando-se a curva fluxo-velocidade. O nível de serviço é obtido através da medida de desempenho adotada para sua caracterização, que, apesar de quantitativa, reflete a percepção dos usuários acerca da qualidade da viagem. Em autoestradas e rodovias de pista dupla, a medida é a densidade (ou concentração), que pode ser calculada através da equação fundamental do tráfego: Densidade

Taxa de fluxo equivalente =

Velocidade da corrente de tráfego

.

(2)

Os níveis de serviço são estabelecidos em função da densidade, conforme critérios mostrados na Tabela 1, que correspondem a rodovias com condições ideais. Os limites entre os níveis de serviço são estabelecidos de forma arbitrária, pelos membros do HCQS (Comitê de Capacidade e Qualidade de Serviço em Rodovias), do TRB, à exceção do limite entre os níveis de serviço E e F, que corresponde à capacidade da rodovia e é obtido de observações empíricas, como as mostradas na Figura 2.

Tabela 1: Critérios para definição dos níveis de serviço para autoestradas, rodovias de pista dupla e de pista simples com condições ideais (TRB, 2000; p. 20-3, 21-3, 23-3) Autoestradas (densiNível de serviço dade)

Rodovias de pista simples Rodovias de pista dupla (velocidade média de percurso) (densidade)

(% tempo em pelotões)

A

> 7 cp/(km.faixa)

> 7 cp/(km.faixa)

> 90 km/h

! 35

B

7–11 cp/(km.faixa)


80–90 km/h

35–50%

C



70–80 km/h

50–65%

D



60–70 km/h

65–80%

E



!

60 km/h

> 80%

F

> 28 cp/(km.faixa)

> 25 cp/(km.faixa)

demanda > capacidade

%

demanda > capacidade

Para rodovias de pista simples, usam-se duas medidas de desempenho para expressar a qualidade da viagem: a velocidade média de percurso e a porcentagem de tempo viajando em pelotões. A primeira é obtida através de um gráfico como o mostrado na Figura 1, para rodovias com condições ideais; a segunda, também para rodovias com condições ideais, por meio da equação: PTSF

em que

=

(

100 1 ! e

0,000879"# p

!

)

(3)

: fluxo equivalente nos 15 minutos mais congestionados da hora (cp/h); e PTSF : porcentagem de tempo viajando em pelotões. " p

Como no caso das autoestradas e rodovias de pista dupla, os limites entre os níveis de serviço foram estabelecidos através de um consenso entre os membros do HCQS. Os critérios para definição dos níveis de serviço de rodovias de pista simples com condições ideais – entre as quais 0% de zonas de ultrapassagem proibida – estão mostrados na Tabela 1.

2.3. Trechos com condições diferentes das ideais O HCM prevê a inclusão do efeito de características do tráfego e da via que difiram das condições consideradas ideais. Quanto ao tráfego, o aspecto principal é a presença, no fluxo de tráfego, de veículos pesados – para o HCM, veículos com mais que quatro pneus (TRB, 2000, p. 2-4). O efeito dos veículos pesados é incorporado na análise através de um fator de ajuste f HV (TRB, 2000, p. 21-8): f HV

em que

P T : E T : P R: E R:

=

1 1 + PT ( ET ! 1) + PR (E R ! 1)

(4)

fração de caminhões e ônibus no fluxo; fator de equivalência para caminhões e ônibus; fração de automóveis com reboque ou trailers no fluxo; fator de equivalência para automóveis com reboque ou trailers.

O fator de equivalência E T indica quantos automóveis produzem um impacto na qualidade de serviço que seria equivalente ao impacto produzido por um veículo pesado. Se os dois fluxos da Figura 3 têm a mesma qualidade de serviço, o caminhão equivale a 3 automóveis e seu fator de equivalência é E T = 3 cpe (carros de passeio equivalentes). O valor do fator de equivalência é afetado por dois aspectos dos veículos pesados: seu com primento e seu desempenho (TRB 2000, p. 2-5). Um veículo pesado, além de mais longo que um automóvel, quase sempre tem um espaço livre na sua frente, visto que seu desempenho é

inferior ao dos automóveis; logo, um caminhão ocupa mais “espaço” na via que um automóvel. O segundo aspecto, o desempenho, é o mais crítico. Por apresentarem desempenho inferior ao dos automóveis, veículos pesados não conseguem manter velocidades em aclives longos. Os “vazios” no fluxo decorrentes disso reduzem a capacidade.

Figura 3: Conceito de fator de equivalência veicular usado no HCM

Os valores do fator de equivalência fornecidos no HCM2000 foram obtidos simulando-se correntes de tráfego com caminhões e sem caminhões, como as mostradas na Figura 3 (Webster e Elefteriadou, 1999). A medida de desempenho usada na comparação é a densidade e, se as duas correntes têm a mesma densidade, o valor e do fator de equivalência E T pode ser calculado por (Demarchi e Setti, 2003): e=

em que

p: q B: q M :

!q " # % B $ 1& + 1 p ' q M ( 1

(5)

fração de veículos pesados no fluxo; taxa de fluxo da corrente contendo apenas automóveis; e taxa de fluxo da corrente contendo automóveis e veículos pesados. O simulador usado deve, obviamente, ser capaz de representar adequadamente o desempenho dos veículos pesados. No HCM2000, os veículos pesados usados no cálculo do fator de equivalência para autoestradas têm relação massa/potência entre 80 e 90 kg/kW (TRB, 2000; p. 23-28); para rodovias de pista dupla, a relação massa/potência típica é 100 kg/kW (TRB, 2000, p. 21-9). Para rodovias de pista simples, a média ponderada da relação massa/potência da frota de caminhões usada é 86 kg/kW (Harwood et al ., 1999; p. 81).

3. EFEITO DAS DIFERENÇAS DO MEIO AMBIENTE RODOVIÁRIO NO NÍVEL DE SERVIÇO Entre as diversas diferenças que existem entre as rodovias norte-americanas e as brasileiras que podem interferir na estimativa do nível de serviço, duas podem ser consideradas mais importantes: a relação massa/potência típica dos veículos pesados e a porcentagem de caminhões. Os gráficos de desempenho veicular da Figura 4 ilustram as diferenças relativas à relação massa-potência. O HCM2000 usa caminhões com relação massa/potência da ordem de 90 kg/kW, cuja performance em rampas está ilustrada à esquerda; no outro lado, mostra-se a curva de desempenho de um caminhão típico de projeto usado no Brasil, cuja relação massa/potência é 180 kg/kW. As curvas de desempenho foram obtidas usando-se o simulador TruPer (Demarchi, 2000a), usando-se um semi-reboque de cinco eixos 2S3, um dos caminhões mais comuns em rodovias brasileiras. Pode-se notar que, enquanto o caminhão usado no HCM2000 tem velocidade de equilíbrio da ordem de 80 km/h num aclive de 4%, o caminhão típico brasileiro tem velocidade de equilíbrio de cerca de 45 km/h no mesmo aclive. A Figura 4 mostra também que esta diferença significativa no desempenho implica que uma rampa de 4% e 1 km de extensão numa rodovia brasileira tem o mesmo efeito sobre os caminhões que uma rampa de 6% e 1,1 km de extensão numa rodovia americana; ou ainda, um

aclive de 1 km com declividade de 6% nos EUA tem o mesmo efeito sobre os caminhões que um aclive semelhante de apenas 570 m de extensão no Brasil – isto é causa um redução semelhante na velocidade. Ainda que este efeito não seja o único que tenha importância, isso significa que os fatores de equivalência para os caminhões brasileiros devem ser maiores que os dos caminhões norte-americanos.

Figura 4: Curvas de desempenho para caminhões típicos norte-americanos (90 kg/kW) e brasileiros (180 kg/kW)

Outra diferença entre rodovias norte-americanas e brasileiras que obrigatoriamente deve ser levada em consideração é a composição do tráfego. No HCM2000, não se faz previsão para rodovias com mais de 25% de caminhões. Um estudo realizado em rodovias de pista dupla do estado de São Paulo mostra que, num dia útil típico, entre 6:00 e 20:00, a fração de caminhões na corrente de tráfego varia entre 19% e 61%, num trecho localizado dentro da região metro politana de São Paulo, onde os volumes horários variam de 1000 a 3000 veic/h, aproximadamente. Este mesmo estudo sugere que num local distante cerca de 200 km da região metropolitana de São Paulo, a porcentagem de caminhões varia entre 41% e 68%, com volumes horários na faixa de 200 a 525 veic/h (Cunha, 2007, p. 61). Em nenhum dos 17 locais analisados neste estudo a fração de caminhões é inferior a 19% durante as horas mais movimentadas de um dia útil típico. Nas horas menos movimentadas (20:00–6:00) do dia típico, a porcentagem de caminhões aumenta, devido à redução do fluxo de automóveis. O efeito dos caminhões sobre a qualidade de serviço não é independente da fração de caminhões no fluxo, o que impede uma simples extrapolação dos valores do fator de equivalência veicular. Os valores do equivalente devem diminuir a medida em que a porcentagem de caminhões aumenta, já que havendo menos automóveis na corrente de tráfego, o impacto relativo dos caminhões deve diminuir. Por isso, os fatores de equivalência devem ser obtidos para as condições locais, que incluem as faixas de variação da declividade e do comprimento das rampas e da porcentagem de caminhões no fluxo, bem como da composição do tráfego de veículos pesados. Outras diferenças entre as rodovias brasileiras e norte-americanas são capturadas através da curva fluxo-velocidade, como as mostradas na Figura 2. O efeito da largura das faixas de tráfego e do acostamento, da velocidade de projeto, etc. estão incorporados na relação fluxovelocidade, que deve ser obtida tanto para trechos com condições ideais como para os trechos com condições não ideais. A falta da curvas fluxo-velocidade básicas e dos fatores de equivalência para as rodovias brasileiras requer adaptações e extensões no HCM feitas de modo arbitrário e que podem ou não

produzir resultados confiáveis.

4. REQUISITOS PARA ADAPTAÇÃO DO HCM AO BRASIL Conforme discutido no item anterior, uma adaptação do HCM ao Brasil seria extremamente desejável visto que esta é a única forma de se garantir confiabilidade às estimativas do nível de serviço. Para atingir esta meta, os seguintes aspectos devem ser considerados: (1) qual a capacidade básica para trechos de rodovias brasileiras com condições ideais; (2) quais as medidas de desempenho que melhor expressam a relação entre a qualidade de serviço e as condições operacionais das rodovias; (3) quais as relações entre a qualidade de serviço e as condições operacionais para trechos de rodovias com condições ideais e não ideais; e (4) qual o efeito dos caminhões brasileiros sobre a capacidade e a qualidade de serviço. O primeiro ponto é importante porque envolve tanto a definição das condições ideais para rodovias como a capacidade básica que está associada às condições ideais. Esta definição deve necessariamente ser feita a partir de dados empíricos, coletados em rodovias, como os mostrados na Figura 2. Este aspecto está diretamente relacionado à definição das medidas de desempenho que devem ser usadas para determinar o nível de serviço. A medida escolhida deve ser possível de ser obtida diretamente de observações da corrente de tráfego, para permitir a avaliação da precisão das estimativas de nível de serviço. O terceiro aspecto também requer dados empíricos, coletados em trechos com condições ideais e condições piores que as ideais. A partir desses dados, será possível determinar o efeito – se houver algum efeito – de aspectos como largura das faixas de tráfego, existência de acostamento, condições do pavimento, etc. sobre a qualidade de serviço. Esses dados também servirão para definir os limites entre os níveis de serviço. O quarto aspecto está ligado aos fatores de equivalência. Como já mostrado, os caminhões brasileiros tem desempenho muito diferente dos caminhões usados no cálculo dos fatores de equivalência do HCM. Para isso, dados empíricos também serão necessários, para que seja possível caracterizar a frota de caminhões. Além disso, estes dados serão necessários para recalibrar os modelos de simulação usados no cálculo dos fatores de equivalência. Por último, é necessário ressaltar que seria altamente desejável que o desenvolvimento da adaptação do HCM para o Brasil fosse orientada por um comitê formado por especialistas no assunto, representando gestores, operadores e pesquisadores, para que o produto final seja representativo das expectativas dos seus usuários finais, o que garantiria sua disseminação.

5. RESULTADOS PRELIMINARES Diversos estudos realizados na USP, no Departamento de Engenharia de Transportes da Escola de Engenharia de São Carlos, procuraram fornecer subsídios para a adaptação do HCM2000 ao Brasil. Dentre os resultados mais significativos, merecem destaque: (a) Adaptação preliminar dos parâmetros usados na estimativa do nível de serviço de rodovias de pista simples, para trechos sem e com uma faixa adicional (Egami e Setti, 2006; Egami, 2006; Mon-Ma, 2008): os resultados incluem tabelas para substituir as fornecidas no capítulo 20 do HCM2000 para os fatores de equivalência dos caminhões ( E T ); de ajuste para o efeito de zonas de ultrapassagem proibida, f np e f d/np; de ajuste para o efeito dos aclives f G; e para o efeito da faixa de ultrapassagem f pl . A adaptação proposta foi testada para diversos trechos no estado de São Paulo, comparando-se o nível de serviço

observado no local e as estimativas feitas através do HCM2000 e da adaptação proposta (Utimura et al., 2007) . Os resultados obtidos sugerem que a adaptação proposta “acerta” mais vezes o nível de serviço dos trechos estudos e que as estimativas feitas através do HCM2000 tendem a subestimar o nível de serviço naqueles locais. (b) Adaptação preliminar do HCM2000 para rodovias de pista dupla (Cunha, 2007; Demarchi, 2000b): um dos resultados obtidos são fatores de equivalência para caminhões brasileiros, que poderiam substituir os usados no HCM2000. Mais detalhes sobre estes resultados podem ser encontrados em Cunha e Setti (2009). (c) Simuladores de tráfego recalibrados para representar rodovias brasileiras (Egami et al., 2006; Cunha e Setti, 2006; Araújo e Setti, 2007; Cunha, Bessa Jr. e Setti, 2009): versões do CORSIM, do INTEGRATION e do TWOPAS foram recalibradas usando dados coletados em rodovias do estado de São Paulo, através de um conjunto de algoritmos genéticos. As versões obtidas são capazes de reproduzir correntes de tráfego com diferenças de menos de 5%. Esses modelos podem ser usados para a adaptação do HCM para rodovias brasileiras. Os resultados preliminares sugerem que um HCM adaptado especificamente para o Brasil pode produzir resultados muito próximos à realidade e, portanto confiáveis. Um estudo (Utimura e Setti, 2008; Utimura et al., 2007) comparando a adaptação proposta para rodovias de pista simples mostrou que, em 53 casos, apenas 7 estimativas do nível de serviço obtidas através da adaptação proposta diferiam do nível de serviço observado na rodovia e, em apenas um caso, subestimavam o nível de serviço observado. As estimativas feitas usando-se o HCM2000 estavam erradas em 39 dos 53 casos, subestimando o nível de serviço real em 32 casos. Quanto às rodovias de pista dupla, um estudo recente (Cunha e Setti, 2009), analisando 300 cenários em que a proporção de caminhões varia de 10% a 50% em rampas de 2% a 8% de comprimento variando entre 0,5 e 2 km, mostra que o HCM2000 superestima o nível de serviço em 114 dos 300 cenários possíveis, se comparado às estimativas realizadas com a adaptação proposta. O mesmo artigo também faz uma segunda comparação, entre a adaptação pro posta e a usada pela ARTESP (que combina o método do HCM2000 com os fatores de equivalência da edição de 1997 do HCM), que mostra que em 24 dos 300 casos, a adaptação usada pela ARTESP superestima o nível de serviço e que em 160 dos 300 casos o nível de serviço é subestimado em até dois níveis. Esses resultados mostram claramente a inadequação tanto do HCM2000 como desta combinação de versões do HCM para estimar o nível de serviço em rodovias de pista dupla no Brasil.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Conforme exposto neste artigo, pode-se concluir que é altamente desejável proceder a uma adaptação do HCM para o Brasil, visto que as particularidades do meio-ambiente rodoviário nacional fazem com que as estimativas obtidas usando-se a versão original não sejam suficientemente confiáveis. Diversos estudos já realizados mostram que adaptações do HCM para rodovias paulistas produzem resultados mais próximos do nível de serviço real. No entanto, esses estudos preliminares focalizam uma amostra relativamente restrita de locais; ainda que imediatamente aplicáveis ao estado de São Paulo, novos estudos deveriam ser feitos para su plementar estes resultados e fornecer mais subsídios para o desenvolvimento de um Manual de Capacidade Rodoviária Brasileiro. A produção deste documento deveria, idealmente, ser supervisionada por um comitê que congregue pesquisadores, especialistas e gestores, para que

sua aceitação seja a mais ampla possível. Todos os elementos necessários para o desenvolvimento de um Manual de Capacidade Rodoviária Brasileiro já existem e estão disponíveis, bastando apenas que uma entidade ou órgão público catalise os esforços e recursos através da criação de um comitê para a supervisão dos trabalhos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Araújo, J. J. e Setti, J. R. (2007) Análise do efeito do tráfego de veículos pesados sobre uma ponte através de simulação microscópica. In: CNT; ANPET. (Org.). Transporte em Transformação XII: Trabalhos vencedores do Prêmio CNT de Produção Acadêmica 2007. Brasília: Positiva, 2008, p. 23–42. Cunha, A. L. (2007) Avaliação do impacto da medida de desempenho no equivalente veicular de caminhões. Dissertação de Mestrado. Programa de Engenharia de Transportes, Escola de Engenharia de S. Carlos, USP. Disponível em . Cunha, A. L. e Setti, J. R. (2006) Calibração do modelo de desempenho de caminhões do CORSIM através de um algoritmo genético. In: XX Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes, 2006, Brasília. Panorama Nacional da Pesquisa em Transportes 2006. Rio de Janeiro: ANPET, 2006. v. I. p. 88–99. Cunha, A. L. e Setti, J. R. (2009) Fatores de equivalência veicular para caminhões em rodovias de pista dupla. Trabalho submetido para apresentação no Salão de Inovação do Congresso Brasileiro de Rodovias & Concessões 2009. Cunha, A. L.; Bessa Jr., J. E. e Setti, J. R. (2009) Genetic algorithm for the calibration of vehicle performance models of microscopic traffic simulators. Artigo aceito para apresentação no EPIA-AITUM 2009 (14th Portuguese Conference on Artificial Intelligence), a ser realizada em outubro de 2009. Dermarchi, S.H. (2000a) TruPer – Simulador de Desempenho de Veículos Rodoviários e Ferroviários. Depto. de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Maringá. Demarchi, S.H. (2000b) Influência de veículos pesados na capacidade e nível de serviço de rodovias de pista dupla. Tese (doutorado), Programa de Engenharia de Transportes, Escola de Engenharia de S. Carlos, USP. Demarchi, S.H. e Setti, J.R. (2003) Limitations of Passenger-Car Equivalent Derivation for Traffic Streams with More Than One Truck Type. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board , v. 1852, p. 96–104. Egami, C. Y. (2006) Adaptação do HCM-2000 para determinação do nível de serviço em rodovias de pista sim ples sem faixas adicionais no Brasil. Tese (doutorado), Programa de Engenharia de Transportes, Escola de Engenharia de S. Carlos, USP. Egami, C. Y. e Setti, J. R. (2006) Adaptação do HCM2000 para determinação do nível de serviço em rodovias de pista simples no Brasil. Transportes, v. 14, n. 2, p. 27–34. Egami, C. Y.; Mon-Ma, M. L.; Setti, J. R. e Rilett, L. R. (2006) Automatic Calibration of Two-Lane Highway Traffic Simulation Models. In: Proc. of the 9th International Conference on Applications of Advanced Technology in Transportation, p. 510–515. FGSV (2002) Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS 2001). Forschungsgesellschaft für Straßen und Verkehrswesen, Colônia, Alemanha. Harwood, D.W. et al. (1999) Capacity and Quality of Service of Two-Lane Highways. Final Report, Project 355(3), NCHRP, TRB, Washington, D.C. Disponível em , acesso em 16/6/2009. HRB (1965) Highway Capacity Manual. Highway Research Board, Washington, D.C. Mon-Ma, M. L. (2008) Adaptação do HCM2000 para rodovias de pista simples com faixas adicionais típicas do estado de São Paulo. Tese (doutorado), Programa de Engenharia de Transportes, Escola de Engenharia de S. Carlos, USP. Robinson, C. (1998) United States: HCM2000. Proceedings of the 3 rd International Symposium on Highway Capacity – Country Reports. TRB & Road Directorate, Ministry of Transport, Denmark. Copenhague, p. 135–142. TRB (1985) Highway Capacity Manual. Special Report 209. Transportation Research Board, Washington, D.C. TRB (2000) Highway Capacity Manual 2000. Transportation Research Board, Washington, D.C. Utimura, F. S.; Setti, J. R.; Egami, C. Y. e Mon-Ma, M. L. (2007) Verificação da acurácia de estimativas do nível de serviço em rodovias de pista simples no estado de São Paulo. Anais do XXI Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes, 2007, Rio de Janeiro. Rio de Janeiro: ANPET (CD-ROM), p. 1–8. Utimura, F. S. e Setti, J. R. (2008) Comparação de estimativas de nível de serviço em rodovias de pista simples no estado de São Paulo. In: Kuri, N. P.; Segantine, P.C.. (Org.). Iniciação Científica e Tecnológica: O Jovem Pesquisador em Ação. São Carlos, SP: CETEPE-EESC-USP, p. 91–98.

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Highway Capacity Manual Ou Um Manual Brasileiro

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