Eng.Hugo Pietrantonio, Prof.Dr.

1. Eng.Hugo Pietrantonio, Prof.Dr. Laboratório de Estudos Metodológicos em Tráfego e Transportes - LEMT-PTR/EPUSPDepartamento de Engenharia de TransportesEscola Politécnica da Universidade de São Paulo Semáforos Atuados pelo Tráfego- Utilização, Parametrização, Monitoração e Avaliação de Desempenho

2. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Objetivos da Apresentação • Como modernizar o controle de tráfego • O que é um semáforo “atuado” pelo tráfego • Onde utilizar e quais cuidados de instalação • Como parametrizar a atuação pelo tráfego • Como monitorar e avaliar o desempenho • ...

3. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Impasses e Caminhos • Passado recente: dos semáforos eletromecânicos aos eletrônicos (variação de planos por tabela horária) • Modernização não concluída: centralização ... responsividade ... • ... supervisãoXmonitoração centralizada, ... geraçãoXseleção automática de planos, + coordenação de semáforos em rede • ... investimentos razoáveis ...... salto tecnológico ...

4. Semáforos Atuados pelo Tráfego – uma Estratégia de Modernização • Uma estratégia: Responsividade mais importante ... Centralização depois ... Implantação progressiva... Direção consistente ... • Instrumento: controle atuado tradicional:- disponível nos controladores eletrônicos;- implantação da detecção de tráfego ... • ...

5. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Atuação tradicional: tempos semafóricos ajustados em função do intervalo entre veículos sucessivos ... • ... é necessário ter detectores de tráfego ...- para veículos: laços detectores (usual)- para pedestres: botoeiras (mais usual) • ... é necessário ter módulos de detecção ...- informa detecção para o controlador • detectores veiculares tem custo razoável- instalação e também manutenção ...(cuidados de instalação são críticos)

6. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Estratégia de controle da atuação: alocar o menor tempo a cada estágio, até dissipar filas acumuladas, sucessivamente • Modos de atuação usuais:- atuação total: todos os fluxos tem detecção e todos os estágios são atuados pelo tráfego ...- semi-atuação: os fluxos secundários são atuados e recebem o menor tempo possível para sua operação, respeitadas as necessidades dos fluxos principais

7. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Funcionamento para os fluxos atuados:

8. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Atuação tradicional pode ser combinada com a coordenação com defasagens fixas (usual em diversos países, exceto no Brasil ... em geral limitado à semi-atuação ...) • ... estágios atuados podem ser opcionais (somente serão executados se houver demanda memorizada no vermelho) e ter duração fixa ou variável (por extensão ...) • ... usual no Brasil: pedestre com botoeira (opcional) e semi-atuação simples ... • ... atuação é pouco explorada ...

9. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento

10. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Detectores veiculares: modos de operação- ocupação (ou presença): indica todo o tempo de ocupação do laço ...- pulso (ou passagem): indica apenas a chegada do veículo (contagem) • Modos de operação especiais:- memorização ou não (pode indicar total ou apenas se houve detecção no vermelho) ...- contagem veicular ou não (pode acumular total por período, classificada ou não) ... • Chama/Cancela, Emergência/Urgência ...

11. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Parâmetros:- Intervalo de corte (IC) – período máximo no qual o controlador espera uma detecção para decidir estender (ou não) o verde corrente, após o verde inicial; inclui o tempo de ocupação do detector; - Brecha de corte (BC) – definido de forma similar mas como brecha, não inclui o tempo de ocupação do detector(utilizado para identificar o fim das filas também ...)

12. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Parâmetros:- Unidade de extensão (UE) – unidade (passo) de acréscimo do tempo de verde ocasionado pela detecção ainda no intervalo de corte, após o verde inicial, adicionado a partir do início da espera pela detecção durante o intervalo ou brecha de corte; o mesmo parâmetro pode também ser definido como Extensão de verde (EV), excluido o tempo de ocupação do detector

13. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Parâmetros:- a diferença entre a Unidade de extensão e o intervalo de corte pode ser estabelecida por um parâmetro complementar, o Retardo de verde (RV), que é o acréscimo, se positivo, para ter a Unidade de extensãoRV=UE-IC=EV-BC(é igual no controle por intervalo ou brecha)

14. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Parâmetros:- Verde inicial - período de verde que é definido para a operação de um estágio ou grupo de tráfego, no início do estágio em que ele opera, independente de atuação (pode ser fixo ou calculado a partir do número de veículos detectados no tempo de vermelho anterior); (deve ser maior ou igual ao Verde mínimo de segurança, que depende das condições físicas das interseções)

15. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Parâmetros:- Verde máximo – tempo máximo de verde para um estágio ou grupo de tráfego (parâmetro que força o encerramento do estágio, independente de detecção adicional)

16. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Componentes e Funcionamento • Outros Parâmetros:- existem diversos outros modos de atuação que utilizam parâmetros específicos ou regras de funcionamento específicas ...- exemplo: modo emergência e modo urgência nos controladores DATAPROM (adianta estágio prioritário, imediatamente ou encurtando os estágios intermediários)

17. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Instalação do Controle Atuado • Controle Atuado pelo Tráfego exige: controlador eletrônico capaz de executar o controle atuado (usual), módulos de detecção (adicionar em função do número de detectores; cada módulo=2,4 canais), instalação de detectores (laços, botoeiras) • Custo adicional deve ser compensado pelo melhor funcionamento e por reduzir a necessidade de revisão dos planos ...menor com melhor instalação/manutenção

18. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Instalação do Controle Atuado • CE ~ 2000 a 5000Obras ~ 2500 a 7500+ MDet ~ 250 a 500 /m2c, 500 a 750 /m4c + LoopInd ~ 250 a 850 /u + Botoeira ~ 50 a 100 /u ... • Loop 1,8x2,0m: 850u...

19. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Instalação do Controle Atuado • Formas de instalação:- por faixa: 1 detector/faixa até conexão- por seção: 1 detector único (toda seção) • Recomendação: instalar detector por faixa e usar caixa de conexão para interligar ...(contratar por aproximação: 100%+50%/ad) • Cuidados iniciais:- verificar estado do pavimento- regularizar base do corte- verificar presença de ferragens- verificar outras interferências

20. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Instalação do Controle Atuado • Laços detectores: dimensões usuais

21. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Instalação do Controle Atuado • Laços detectores: execução especializada- evita problemas de funcionamento ...- reduz problemas de manutenção ... • Laços detectores: cuidados de execução ...- profundidade do corte uniforme- envolvimento total, recobrimento mínimo- trançado após laço em duto (50mm)- transição+caixa de conexão na calçada- cabo de alimentação (par trançado)- caixa de passagem cada 30m, espera - ... sem água ou umidade ... • Processos alternativos: à quente x à frio ...

22. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Instalação do Controle Atuado • Laços detectores: seguir especificações Cabo alimentador: pares trançados (cerca de 10 tranças por metro) Laço detector: espiras (2 a 4 voltas) com fio simples. cabos alimentadores, após a caixa de conexão (preferencialmente instalada na calçada), podem usar um par trançado comum por detecção, seguindo para a placa do módulo de detecção, subindo pela coluna de suporte para o controlador. laços detectores por seção (laço único em toda a largura da via) ou por faixa (se desejado, os laços por faixa podem ser ligados em série na caixa de conexão). Especificação básica para confecção do laço detector: Dimensões do laço: usual 1,00 x 2,00m; Número de espiras: 03, não trançado, 1,5 mm2; Cabo alimentador: par trançado, 2x1,5 mm2.

23. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Instalação do Controle Atuado • Laços detectores: recomendações- para estágios obrigatórios (de maior demanda) adotar distância de 30m ou mais da linha de retenção (fila usual, compacta)- para estágios opcionais é, em geral, necessário adotar posição junto à linha de retenção (exceto esquema call/cancel) • Botoeiras: recomendações- em geral apenas uma botoeira por sentido de fluxo em cada travessia de pedestres, centralizada (exceto com faixa estreita ...)

24. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Critérios de Utilização: 2 visões- visão restrita (como no MUTCD ...): atuação quando semáforo não se justifica pelo fluxo (pedestres, escola, acidentes)- visão genérica (teórica ...): sempre superior para operação; apenas uma questão de benefícioXcusto ... • Recomendação: se não há opção superior - atuação total aplicável nas interseções de maior fluxo, onde há grande variação e não há necessidade crítica de coordenação- aplicável para estágios de baixa demanda

25. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Temporização X Parametrização- a tempos fixos, duração é programadaentreverdes: fixos, critérios de segurançaciclo e verdes: variação histórica (hora/dia)- com atuação, parâmetros de operaçãoentreverdes: usualmente fixos como antesparâmetros: regulação com variação real • Parâmetros usuais: - Intervalo/Brecha de Corte, - Extensão/Retardo de Verde (... posição do detector)- Verde Inicial e Verde Máximo

26. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Operação semafórica:

27. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Temporização a Tempos Fixos: revisão- Webster: ótimo>mínimotaxa de solicitação de verde/estágio:demanda de tráfego: (VH)fluxo de saturação (com filas):tempo perdido entre estágios:verde de foco/estágio:entreverdes:verde mínimo: =1,2m/s

28. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Temporização a Tempos Fixos: especiais- com estágios de pedestres ou mínimos:- com estágios opcionais (fixos/variaveis):- com coordenação: ciclo comum (crítico)

29. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Dimensionamento do Entreverdes: revisão- intervalo de amarelo: =1 seg, =10km/h/seg- i.vermelho de segurança: (limpeza do cruzamento)- intervalo de piscante: =2,0m/s

30. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Verde Inicial: - mínimo de segurança ... ped ou fun ...- escoar filas normais mínimas ... dem ... • ... para posicionamentos usuais:- condição 1: ou - condição 2: • veículos entre detector e retenção: z metrosuso do verde inicial obrigatório: ... • semi: ,

31. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Verde Máximo:- verde de tempos fixos ... ou ...- 20% a 50% maior ... ou ...- sobre-demanda de 25% • simples e, em geral, eficaz: • com saturação (sobre-demanda inesperada ou incidente que reduz capacidade), o estágio afetado tende ao verde máximo ... • ... afeta os demais estágios tb ... todos podem tender ao verde máximo... margem para sobre-demanda... margem para incidentes

32. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Intervalo de Corte (ou Brecha de Corte):- critérios “práticos/empíricos” ... ou ...- limitar cortes prematuros (teórico) • fórmula teórica simples (fluxo Poisson):IC: Hc da fila crítica (dissipa depois ...)p=5% (via principal) p=10%(via secundária) • observação de campo: p real pouco maior • ... corte prematuro maior, menos ocioso ...... corte prematuro menor, mais ocioso ... • exige ajuste de campo ... • ... , se ocupação: ~2/Nf seg

33. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Unidade de Extensão ou Retardo de Verde- permitir passar pela retenção(quem foi detectado deve poder passar) • ... infelizmente não é usual ... ou , ou... ou • Posição do Detector limitada ... ou ... adiante do final da fila usual ... onde a fila ainda é compacta... em um trecho sem interferências

34. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Estágio Opcional:- visão 1: sempre (elimina ociosidade ...)- visão 2: nunca (mal funcionamento ...) • Ociosidade relevante (modelo Poisson)p=50%: ou p=25%mais saturado mais variável • com semáforos próximos (onde a coordenação seria importante), a atuação total com estágios opcionais pode prejudicar muito a operação do tráfego

35. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Recomendações – Resumo:- atuação total em semáforos críticos- semi-atuação com baixos fluxos- principalmente com variação grande- detetores a 30m (20 a50) se obrigatório- detetores por faixa, ligação na conexão- verde inicial: demanda e máx{fila,mín,ped}- verde máximo: 25%*VE tempos fixos- extensão: 3*HS (prin) e 2,3*HS (sec)- opcional se QD<80/TC(min) sem sincro ...- atuação c/coordenação ... centralização

36. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Ajuste de Campo ...

37. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Análise de Desempenho ...

38. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Utilização e Parametrização • Fluxo de Saturação ...

39. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Exercício: Interseção Exemplo • ...

40. Semáforos Atuados pelo Tráfego – Monitoração: Interseção Exemplo • ...