Letícia Schroeder Schwabe

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO TECNOLÓGICO DE JOINVILLE

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DE INFRAESTRUTURA
LETÍCIA SCHROEDER SCHWABE
ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA PARA MELHORIA DAS CONDIÇÕES DE

SEGURANÇA E CAPACIDADE EM SEGMENTO RODOVIÁRIO: UM ESTUDO DE
CASO NA RODOVIA BR-101/SC, MUNICÍPIO DE JOINVILLE/SC
Joinville
2019

Trabalho apresentado como requisito para

obtenção do título de bacharel no Curso de
Graduação em Engenharia Civil de
Infraestrutura do Centro Tecnológico de
Joinville da Universidade Federal de Santa
Catarina.
Orientadora: Dr.ª Christiane Wenck Nogueira

Fernandes
Joinville
2019

Trabalho apresentado como requisito para

obtenção do título de bacharel no Curso de
Graduação em Engenharia Civil de
Infraestrutura do Centro Tecnológico de
Joinville da Universidade Federal de Santa
Catarina.
Joinville (SC), 22 de novembro de 2019.
Banca Examinadora:
________________________
Dr. ª Christiane Wenck Nogueira Fernandes
Orientadora
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________
Dr. Marcelo Heidemann
Membro da banca
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________
Eng. Marcelo Possamai
Membro da banca
Arteris Litoral Sul
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente aos meus pais, Valdir e Enilde, por todo o apoio para que
fosse possível me dedicar de forma integral à Universidade. Serei eternamente grata por tudo
que fizeram e fazem por mim e presto meus sinceros agradecimentos por todos os valores
passados e que me tornaram a pessoa que sou hoje. Este trabalho também é de vocês.
Ao meu irmão Leandro, por ter sido um exemplo de esforço e dedicação aos estudos e
à vida profissional e a toda minha família, por estar sempre presente e torcendo pelo meu
sucesso.
Um agradecimento especial ao meu noivo e melhor amigo, Eduardo, que esteve
comigo antes mesmo do início desta caminhada na universidade. Palavras não descrevem a
importância de tê-lo ao meu lado e a felicidade em poder vencer mais esta etapa juntos. Estendo
meus agradecimentos também aos meus sogros, Hercílio e Neiva, que me acolheram como filha
e fazem parte desta trajetória.
À minha orientadora, Prof.ª Dr. ª Christiane Wenck Nogueira Fernandes, por ter
acreditado neste trabalho e ter me conduzido à conclusão desta importante etapa em minha vida
estudantil.
À NK Engenharia de Transportes, em especial aos engenheiros Newton Walter Gava,
Marcos Real Dalcin e Tiago dos Santos Dias, por terem disponibilizado os softwares
necessários ao desenvolvimento desse trabalho e terem sido tão receptivos em todas as minhas
visitas à empresa em São Paulo. Muito obrigada!!!
Gostaria de destacar e agradecer mais uma vez ao engenheiro Marcos pelas longas
explicações e todo o suporte durante o aprendizado das ferramentas e no entendimento de todos
os conceitos aplicados.
À Arteris Litoral Sul, pela disponibilidade das informações e sobretudo, ao meu
coordenador, Marcelo Possamai, pelo apoio ao longo do desenvolvimento desse trabalho e
também pela compreensão todas as vezes que precisei me ausentar devido à universidade.
Aproveito para agradecer pela oportunidade de me desenvolver como profissional e indivíduo
dentro de uma empresa referência na área de concessões rodoviárias.
Por fim, agradeço a Universidade Federal de Santa Catarina e a todos os professores e
colegas que de alguma forma fizeram parte desta jornada.
“O começo de todas as ciências é o espanto de as coisas serem o que são”.
(Aristóteles)
RESUMO
Historicamente, a matriz de transportes brasileira está focada no modal rodoviário. No entanto,

as condições da infraestrutura disponível não acompanham o desenvolvimento das grandes
cidades, que frequentemente se instalam no entorno das rodovias e as utilizam como vias de
acesso para seus deslocamentos diários, criando elementos não condizentes com a classe de
nível de serviço destes locais, reduzindo drasticamente o nível de segurança dos usuários e
resultando, frequentemente, em congestionamentos. Nesse contexto, o presente trabalho tem
como objetivo o estudo comparativo do cenário atual e outras três propostas a serem
implementadas em segmento rodoviário sobre influência urbana do município de Joinville. O
enfoque do estudo está nas interseções das marginais da rodovia BR-101/SC com as ruas
Ottokar Doerffel e Minas Gerais. Para as simulações de tráfego utilizou-se o software AIMSUN
associado ao programa HCS 2000 para avaliação dos níveis de serviço. O horizonte avaliado
se inicia no ano de projeto, definido para 2020 e se estende até o ano de 2032, data do término
do contrato de concessão do trecho em estudo.
Palavras-chave: Modal rodoviário. Nível de serviço. Congestionamentos. AIMSUN. HCS

2000. Concessão.
ABSTRACT
Historically, the Brazilian transport matrix is focused on the road modal. However, the
conditions of the available infrastructure do not follow the development of large cities, which
often sattle around the highways and use them as access routes for their daily commuting,
creating elements that are not consistent with the service level class of these locations, which
drastically reduce the level of safety and often results in congestions. Given the context, the
present study aims at the comparative study of the current scenario and three other proposals to
be implemented in the road segment under the urban influence of the city of Joinville. The
objective of the study is on the intersections of the margins of highway BR-101/SC with Ottokar
Doerffel and Minas Gerais streets. For traffic simulations, the AIMSUN software associated
with the HCS 2000 program was used to measure service levels. The evaluated horizon starts
in the project year, defined as 2020 and extends until the year 2032, date of the end of the
concession contract of the segment under study.
Keywords: Road modal. Level of service. Congestions. AIMSUN. HCS 2000. Concession.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Representação dos níveis de serviço em rodovias .................................................. 26

Figura 2 – Elementos da Matriz OD......................................................................................... 32
Figura 3 – Etapas do desenvolvimento ..................................................................................... 35
Figura 4 – Segmento de estudo................................................................................................. 37
Figura 5 – Ottokar Doerffel e via marginal norte ..................................................................... 37
Figura 6 – Ottokar Doerffel e via marginal sul ........................................................................ 38
Figura 7 – Rua Minas Gerais e marginal sul ............................................................................ 38
Figura 8 – Marginal sul sentido rua Minas Gerais ................................................................... 38
Figura 9 – Movimentos 1 ao 8 .................................................................................................. 40
Figura 10 – Movimentos 9 ao 15 .............................................................................................. 41
Figura 11 – Movimentos 16 ao 19 ............................................................................................ 42
Figura 13 – Movimento 24 ....................................................................................................... 43
Figura 14 – Movimento 25 ....................................................................................................... 43
Figura 15 – Movimentos 26 e 27 .............................................................................................. 44
Figura 17 – Dados necessários para o cálculo dos fatores de expansão e correção ................. 46
Figura 18 – Indicação dos movimentos permitidos no AIMSUN ............................................ 48
Figura 19 – Análise dos movimentos na interseção com a rua Ottokar Doerffel ..................... 50
Figura 20 – Análise dos movimentos na interseção com a rua Minas Gerais .......................... 50
Figura 21 – Matriz OD de veículos leves em VMDA .............................................................. 51
Figura 22 – Matriz OD de veículos pesados em VMDA ......................................................... 51
Figura 23 – Matriz OD de veículos leves em VHP .................................................................. 52
Figura 24 – Matriz OD de veículos pesados em VHP .............................................................. 52
Figura 25 – Interface gráfica do AIMSUN ............................................................................... 55
Figura 26 – Interface do HCS 2000 .......................................................................................... 56
Figura 27 – Resumo das etapas para obtenção do nível de serviço .......................................... 58
Figura 28 – a) Interseções 1 a 4 e b) Interseção 5 .................................................................... 58
Figura 29 – Alças de acesso exclusivo ..................................................................................... 60
Figura 30 – Faixas de aceleração e desaceleração .................................................................... 60
Figura 31 – Ampliação de capacidade do trecho inicial de acesso à rua Ottokar Doerffel ...... 61
Figura 32 – Criação de retornos exclusivos sentidos sul e norte .............................................. 61
Figura 33 – Colapso do fluxo na marginal sul.......................................................................... 62
Figura 34 – Diagrama de estágios na região da rua Ottokar Doerffel ...................................... 63
Figura 35 – Diagrama de estágios na região da rua Minas Gerais ........................................... 64
Figura 36 – Diagrama de barras interseções da rua Ottokar Doerffel com as vias marginais.. 64
Figura 37 – Localização e identificação dos movimentos nas interseções 1 a 4 ...................... 65
Figura 38 – Diagrama de barras interseção da rua Minas Gerais com as vias marginais ........ 66
Figura 39 – Localização e identificação dos movimentos na interseção 5 ............................... 66
Figura 40 – Construção de viadutos para transposição das vias marginais .............................. 72
Figura 41 – Diagrama de barras para o ano de 2032 ................................................................ 73
Figura 42 – Contagens Ottokar Sul .......................................................................................... 81
Figura 43 – Contagens Ottokar Norte ...................................................................................... 82
Figura 44 – Contagens agulhas de incorporação e desincorporação ........................................ 83
Figura 45 – Fatores de expansão diária para as contagens de 2016 ......................................... 84
Figura 48 – Fatores de expansão semanal ................................................................................ 85
Figura 49 – Fatores de expansão mensal .................................................................................. 85
Figura 50 – Fatores de correção sazonal .................................................................................. 86
Figura 51 – Planilha final de volumes diários médios anuais calculados ................................ 87
Figura 52 – Início da rede ......................................................................................................... 88
Figura 53 – Região da rua Ottokar Doerffel ............................................................................. 88
Figura 54 – Região de acesso a rua Anita Garibaldi ................................................................ 89
Figura 55 – Região da rua Minas Gerais e término da rede ..................................................... 89
Figura 56 – Dados de contagem, média e desvio padrão por seção ......................................... 90
Figura 57 – Demanda futura considerando o cenário sem as transposições ............................ 91
Figura 58 – Demanda para o ano de 2032 considerando o cenário com transposições ........... 92
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Seleção do nível de serviço no projeto de rodovias rurais ..................................... 28

Tabela 2 – Fatores de projeção ................................................................................................. 46
Tabela 3 – Taxas de crescimento do tráfego rodoviário ........................................................... 47
Tabela 4 – Nível de serviço para interseções não sinalizadas .................................................. 57
Tabela 5 – Nível de serviço atual por interseção ...................................................................... 59
Tabela 6 – Níveis de serviço por interseção após alteração de geometria ............................... 62
Tabela 7 – Níveis de serviço das interseções 1 a 4 ................................................................... 67
Tabela 8 – Níveis de serviço da interseção 5............................................................................ 67
Tabela 9 – Comprimentos de fila por aproximação ................................................................. 69
Tabela 10 – Resumo dos comprimentos de fila e distâncias ao acesso mais próximo ............. 70
Tabela 11 – Ano limite de operação semafórica sem novas alterações das interseções 1 a 4 .. 71
Tabela 12 – Ano limite de operação semafórica sem novas alterações da interseção 5........... 71
Tabela 13 – Níveis de serviço das interseções 1 a 4 em 2032 .................................................. 73
Tabela 14 – Níveis de serviço da interseção 5 em 2032 ........................................................... 74
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 12
1.1 OBJETIVOS ............................................................................................................... 13
1.1.1 Objetivo Geral .......................................................................................................... 13
1.1.2 Objetivos Específicos................................................................................................ 13
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA........................................................................... 14
2.1 CONCESSÃO DAS RODOVIAS BRASILEIRAS ................................................... 14
2.2 O MODELO ATUAL DAS CONCESSÕES FEDERAIS ......................................... 15
2.3 ENGENHARIA DE TRÁFEGO ................................................................................ 16
2.3.1 Volume de tráfego .................................................................................................... 17
2.3.2 Variações no volume de tráfego .............................................................................. 17
2.3.3 Volume horário de projeto (VHP) .......................................................................... 19
2.3.4 Contagens volumétricas ........................................................................................... 20
2.3.5 Métodos de contagem ............................................................................................... 21
2.3.6 Fatores de expansão ................................................................................................. 22
2.3.7 Fator de projeção...................................................................................................... 24
2.3.8 Capacidade ................................................................................................................ 25
2.3.9 Nível de serviço ......................................................................................................... 25
2.3.10 Volume de serviço ..................................................................................................... 27
2.3.11 Controle semafórico de tráfego ............................................................................... 28
2.4 SIMULADORES DE TRÁFEGO .............................................................................. 29
2.4.1 Níveis de modelagem ................................................................................................ 29
2.4.2 AIMSUN .................................................................................................................... 30
2.5 MATRIZ ORIGEM E DESTINO .............................................................................. 32
3 METODOLOGIA .................................................................................................... 34
3.1 OBTENÇÃO E TRATAMENTO DOS DADOS ...................................................... 34
4 ESTUDO DE CASO ................................................................................................. 37

4.1 LOCALIZAÇÃO........................................................................................................ 37
4.2 OBTENÇÃO E TRATAMENTO DOS DADOS ...................................................... 39
4.3 CARREGAMENTO DA REDE VIÁRIA EXISTENTE ........................................... 47
4.3.1 Matriz Origem e Destino ......................................................................................... 49
4.3.2 Simulação da rede existente..................................................................................... 53
4.3.2.1 Nível de serviço por interseção .................................................................................. 55
4.4 ESTUDO DE ALTERNATIVAS .............................................................................. 59
4.4.1 ALTERNATIVA A................................................................................................... 59
4.4.2 ALTERNATIVA B ................................................................................................... 63
4.4.2.1 Cálculo do comprimento de fila ................................................................................. 67
4.4.2.2 Análise da demanda futura ......................................................................................... 70
4.4.3 ALTERNATIVA C................................................................................................... 71
5 ANÁLISE DE RESULTADOS ............................................................................... 75

5.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ..................................................... 76
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 77
APÊNDICE A – PLANILHAS DE CONTAGEM .................................................................. 81
APÊNDICE B – FATORES DE EXPANSÃO E CORREÇÃO .............................................. 84
APÊNDICE C – PLANILHA FINAL DE VOLUMES OBTIDOS ......................................... 87
APÊNDICE D – REDE EXISTENTE CARREGADA NO AIMSUN .................................... 88
APÊNDICE E – DADOS DE CONTAGEM, MÉDIA E DESVIO PADRÃO POR SEÇÃO. 90
APÊNDICE F – DEMANDAS FUTURAS EM VEÍCULOS EQUIVALENTES .................. 91

12
1 INTRODUÇÃO
O sistema rodoviário no Brasil é responsável por cerca de 60% da movimentação de

cargas e mais de 90% dos deslocamentos de passageiros, e se destaca como principal meio de
integração entre modais de transportes. No entanto, em um país onde as rodovias não
pavimentadas somam 78,5% (1.3493,939 km) de toda a malha rodoviária existente, as
condições da infraestrutura rodoviária não condizem com a crescente demanda advinda do setor
(CONFEDERAÇÃO NACIONAL DE TRANSPORTES – CNT, 2018).
Uma das alternativas de maior impacto encontrada na tentativa de suprir a insuficiência
de recursos públicos para investimentos na infraestrutura rodoviária brasileira teve início na
década de 1990, quando foram lançados os primeiros programas para concessão das rodovias
federais, estaduais e municipais à iniciativa privada (GARCIA, 2011).
Essa parceria entre a esfera pública e o setor privado resultou em significativa melhora
das condições das rodovias em diversos estados brasileiros. Segundo CNT (2018), todas as dez
melhores ligações rodoviárias do país são constituídas de rodovias concessionadas.
No entanto, segundo dados da Associação Brasileira de Concessionárias de Rodovias
(ABCR, 2017), embora a concessão de rodovias seja um modelo de sucesso, apenas 9,24% de
toda a malha rodoviária brasileira é concedida.
Nesse cenário, outro agravante recorrente mesmo nos trechos sob concessão, é a
descaracterização da função principal das rodovias: o transporte de longa distância. Com o
crescimento desordenado das grandes cidades, é cada vez mais comum o surgimento de
ocupações e acessos irregulares em áreas lindeiras à Rodovia, criando elementos não
condizentes com a classe de nível de serviço desses locais, o que resulta no aumento do fluxo
urbano dentro do perímetro rodoviário, incrementando o número de acidentes e gerando
problemas de tráfego, como os congestionamentos, um contratempo aparentemente simples,
mas que gera inúmeros impactos (VIEIRA, 2018).
No segmento rodoviário objeto deste estudo, localizado no município de Joinville/SC,
o cenário não é diferente. Segundo dados da Concessionária Arteris Litoral Sul, administradora
do trecho da Rodovia BR-101/SC que corta o município, o nível de serviço em alguns pontos
está próximo de atingir escalas inoperáveis e por isso, precisam ser estudadas medidas
mitigadoras de tráfego a médio e longo prazo.
13
O enfoque da avaliação deste trabalho está nas interseções de duas passagens inferiores
do segmento em estudo, locais em que a interface entre a rodovia e o meio urbano acarreta,
constantemente, em congestionamentos. O objetivo é avaliar alternativas capazes de melhorar
a fluidez do tráfego na região.
Dada a complexidade do problema, a utilização de softwares de simulação de tráfego
surge como uma alternativa a ser explorada, que permite a avaliação de diferentes propostas
para o mesmo segmento. Para este estudo, será aplicado o método de análise microscópica
disponível no Advanced Interactive Microscopic Simulator for Urban and Non-urban Networks
(AIMSUN). Após simulação dos cenários propostos, extraem-se os dados para determinação
do nível de serviço das interseções através do HCS (Highway Capacity Software).
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho é estudar a viabilidade técnica de alternativas de engenharia

de tráfego para um segmento rodoviário sobre influência urbana da cidade de Joinville/SC.
1.1.2 Objetivos Específicos
I. Identificar e analisar o segmento para estudo e proposição de melhorias;

II. Implementar o ambiente de tráfego atual no software de simulação AIMSUN;
III. Avaliar as alterações de geometria necessárias para aumento de capacidade nas
interseções;
IV. Avaliar o desempenho do tráfego em caso de semaforização das passagens
inferiores;
V. Apresentar uma proposta que atenda a demanda até o ano de 2032.
14
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Este capítulo apresenta os principais conceitos relativos à Concessões Rodoviárias no

Brasil, desde seu histórico até o atual modelo praticado no país, a fim de contextualizar o local
em que será desenvolvido este estudo de caso. Ademais, serão apresentados fundamentos da
Engenharia de Tráfego referentes à capacidade, nível de serviço e ao software AIMSUN,
relevantes ao desenvolvimento deste trabalho.
2.1 CONCESSÃO DAS RODOVIAS BRASILEIRAS
Em 1993, teve início no Brasil a primeira etapa do Programa de Concessões de

Rodovias Federais, criado pela Portaria Ministerial nº 10/93.
A origem do programa estava na precariedade da infraestrutura rodoviária do país,
resultado da indisponibilidade de recursos públicos para execução de novas obras ou para
manutenção da malha existente. Nesse contexto, a possibilidade de estabelecimento de
parcerias entre a iniciativa privada e o poder público surgiram como uma solução para subsidiar
os investimentos na infraestrutura rodoviária, conforme apresentado pelo Instituto de Pesquisa
Econômica Aplicada (IPEA, 2018).
Desde então, ocorreram outras três etapas de concessões, abrangendo
aproximadamente 20.000 quilômetros de rodovias (ABCR, 2017), dos quais hoje, cerca de
9.697 quilômetros são administrados pela Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT),
criada em 2001 pela Lei nº 10.233, que atribuiu à Agência, dentre outras obrigações, a
responsabilidade de regular as atividades de exploração da infraestrutura rodoviária brasileira.
Segundo a Confederação Nacional de Transportes (CNT, 2018), dez das melhores
ligações rodoviárias do Brasil são concessionadas, enquanto na outra ponta, as dez piores estão
sob gestão do poder público. Essa disparidade pode ser explicada pela queda significativa do
volume de investimento público federal em infraestrutura de transporte, que chegou a atingir
1,84% em 1975 e tem sofrido quedas desde então, alcançando um percentual de apenas 0,16%
em 2018. Desde o início dos anos 2000, a parcela investida do PIB não superou 0,40%. Fato
este que confirma a ineficiência governamental em administrar seus recursos e reitera a
importância do papel das concessionárias no desenvolvimento da infraestrutura rodoviária.
Cabe destacar que, para o Brasil, um país historicamente dependente do modal
rodoviário, investir em rodovias reflete diretamente no desenvolvimento econômico e social,
15
uma vez que estes investimentos condicionam a produtividade e competividade de um dos

maiores setores produtivos do país: o de transporte rodoviário (MARTINS; PARREIRA;
VIEIRA, 2017).
Segundo a Empresa de Planejamento e Logística S.A. (EPL, 2018), 65% do total de
carga transportada no Brasil é escoada pelo modal rodoviário. Portanto, ganhos no tempo de
viagem, custo do frete e na agilidade de movimentação de cargas e pessoas, de forma indireta,
são capazes de gerar crescimento, emprego e renda para a sociedade, além de elevar a
arrecadação dos municípios, estados e concessionárias de rodovias.
2.2 O MODELO ATUAL DAS CONCESSÕES FEDERAIS
As rodovias federais são cedidas pelo poder público ao operador privado que tenha
vencido o processo de licitação pública. Ao término da licitação, é findado o contrato de
concessão, documento no qual são definidos todos os investimentos previstos, o prazo para o
término do contrato, o número e a localização das praças de pedágio, os critérios adotados para
quaisquer reajustes de tarifa, dentre diversas outras regras claramente estabelecidas e que serão
fiscalizadas pela ANTT, autarquia federal responsável pela regulação das atividades de
exploração da infraestrutura rodoviária (IPEA, 2018).
Nesse contrato, uma das mais importantes ferramentas é a definição do Programa de
Exploração da Rodovia (PER).
O PER especifica todas as condições para execução do Contrato,

caracterizando todos os serviços e obras previstos para realização pela
Concessionária ao longo do prazo de Concessão, bem como diretrizes
técnicas, normas, características geométricas, escopo, parâmetros de
desempenho, parâmetro técnicos, bem como os prazos de execução que devem
ser observados para todas as obras e serviços previstos. (ANTT, 2013, p. 5).
Dessa forma, com a assinatura do contrato, as partes concordam que a tarifa inicial
de pedágio cobre os custos operacionais, os investimentos e apresenta uma margem de lucro
satisfatória ao operador privado, ou seja, o contrato está em Equilíbrio Econômico Financeiro
(EEF) (IPEA, 2018).
Conforme citado anteriormente, as obras a serem executadas estão previstas no PER.
No entanto, ao longo dos anos, houve uma evolução regulatório dos contratos de concessão
findados no Brasil, estabelecendo outras ferramentas para a viabilização de novos
16
investimentos, respeitando-se a prerrogativa inicial de equilíbrio entre receitas e despesas

(DEPINÉ, 2010).
Segundo consta no Capítulo VI, Art. 21 da Resolução nº 1.187/2005 da ANTT, para
aprovação destes investimentos, o concessionário deve encaminhar as propostas para análise da
Agência, contemplando o projeto básico, suas justificativas e principalmente, a avaliação de
custos e benefícios, sejam estes operacionais, para controle ou ampliação de capacidade, ou
necessários à manutenção da segurança viária.
Dessa forma, a Engenharia de Tráfego surge já nas primeiras etapas como ferramenta
fundamental aos projetistas na fase de pesquisas e levantamento de dados. Os principais
conceitos inerentes ao tema serão abordados nos tópicos subsequentes.
2.3 ENGENHARIA DE TRÁFEGO
No início da década de 1970, o Brasil se encontrava em um período de expressivo

crescimento econômico, o que acarretou no aumento da demanda por transportes e na criação
de políticas direcionadas ao modal rodoviário, consolidando sua importância ao
desenvolvimento do país. Essas políticas exigiam o estabelecimento de Planos Diretores, além
da elaboração de Estudos de Viabilidade Técnico-Econômica, figurando no surgimento de
novas áreas nos escopos de projetos, tais como tráfego, capacidade e a avaliação econômica das
alternativas (DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE
TRANSPORTES – DNIT, 2006a).
Todo este processo de análises quantitativas e qualitativas mais seguras gerou o
aprimoramento do processo executivo e criou a necessidade de planejar a construção de
rodovias (DNIT, 2006a).
Por consequência, a etapa inicial dos projetos passou a consistir na análise de um
conjunto de dados levantados e em informações técnicas do local, que permitem o diagnóstico
do problema e o traço do objetivo a ser atingido. Nesse contexto, cabe destacar três importantes
parâmetros frequentemente utilizados: volume de tráfego, capacidade e nível de serviço, que
por vezes, podem ser confundidos. No entanto, são definidos de maneira distinta, conforme
apresentado em sequência (Fillizzola et al., 1977).
17
2.3.1 Volume de tráfego
O volume de tráfego (ou fluxo de tráfego) é definido como o número de veículos que
passam por uma seção de uma via em um determinado intervalo de tempo, usualmente expresso
em veículos/dia (vpd) ou veículos/hora (vph) e calculado para um período de tempo
representativo, que na maioria dos casos é adotado como 1 (um) ano (DNIT, 2006b).
Os conceitos de volume frequentemente utilizados são:
 Volume Médio Diário (VMD): expressa a média diária do volume de tráfego em
determinada seção para diferentes períodos;
 Volume Médio Diário Anual (VMDa): é a soma de todos os volumes diários
registrados ao longo de um ano em dada seção de uma via, dividida por 365;
 Volume Médio Diário Mensal (VMDm): para um determinado trecho, representa
o valor médio de veículos trafegando no mês, dividido pelo número de dias deste
período;
 Volume Médio Diário Semanal (VMDs): a totalidade de veículos trafegando em
uma semana dividida por 7;
 Volume Médio Diário em um Dia de Semana (VMDd): número total de veículos
trafegando em um dia da semana.
O mais utilizado dentre os volumes médios é o VMD ou VMDa. Os demais são
comumente empregados como amostras que precisarão ser ajustadas e expandidas para que o
VMDa possa ser determinado a partir de contagens de tráfego, abordadas na seção 2.3.4.
Contudo, para garantir que o resultado seja realista, é imprescindível conhecer a
variação generalizada dos volumes de tráfego.
2.3.2 Variações no volume de tráfego
A variação generalizada dos volumes de tráfego exprime uma importante

característica: o fluxo se altera dependendo da hora, do dia, da semana e do ano, além de em
um mesmo segmento, variar de acordo com a pista sendo analisada. Essa análise é importante
para que uma característica ou variação pontual não sirva como base na tomada de decisões de
um projeto (DNIT, 2008).
A seguir são apresentadas as principais características relacionadas à cada variação do
volume de tráfego.
18
a) Variações ao longo do dia: os volumes variam de acordo com o horário ao longo do

dia e apresentam pontos máximos identificados por picos. Através da avaliação das variações
diárias, pode ser determinado o Volume Horário de Projeto (VHP), de fundamental importância
no dimensionamento de uma rodovia e abordado no item 2.3.3 (DEPARTAMENTO
NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER, 1999).
Outro conceito relacionado com as variações ao longo do dia, são as Horas de Pico,
caracterizadas pelos maiores volumes de veículos de uma via em determinado dia, variando de
acordo com o local, mas que apresenta uma tendência estável se avaliado o mesmo ponto, no
mesmo dia da semana (DNIT, 2006b).
Dentro da hora de pico, ainda é possível observar flutuações. Por esse motivo, é
adotada a prática de análise de quatro períodos consecutivos de quinze minutos, para determinar
o Fator Horário de Pico (FHP), afim de avaliar o grau de uniformidade do fluxo.
Segundo Gomes (2004), esse conceito é usualmente utilizado nos estudos de
capacidade das vias e é um fator determinante em termos operacionais, uma vez que, mesmo
que a via seja projetada para atender ao horário de pico, pequenas flutuações que excedem sua
capacidade dentro deste tempo podem comprometer a recuperação de fluidez do tráfego.
b) Variações semanais: este tipo de variação é bastante relevante para o projeto de
rodovias. Dependendo do local em que a via está inserida, são observados padrões de variação.
Por exemplo, em áreas de recreio, os volumes de pico ocorrem aos finais de semana. Para locais
ocupados predominantemente por indústrias, os maiores volumes acontecem nos dias úteis, de
segunda a sexta-feira, devido às viagens de ida e volta do trabalho (DNIT, 2006b);
c) Variações mensais: também denominada como variação sazonal, a variação mensal
tem forte relação com o tipo de via e as atividades desenvolvidas no seu entorno. Em rodovias
que servem como via de acesso a cidades litorâneas por exemplo, o fluxo de veículos é
consideravelmente elevado nos meses de verão (GOMES, 2004);
d) Variações anuais: este tipo de variação é especialmente importante quando se
procura avaliar a tendência de crescimento do fluxo de veículos à longo prazo. A expectativa é
que com o crescimento populacional e o desenvolvimento da economia, o número de viagens
aumente (DNIT, 2008);
e) Variações por sentido ou faixa de tráfego: as variações por sentido usualmente se
invertem nos picos dos períodos matutino e vespertino. Sua tendência normalmente não é
alterada e pode ser observada com facilidade. Em casos de rodovias de pista simples, esta
avaliação é bastante relevante para verificação das condições de ultrapassagem. Em rodovias
de duas ou mais faixas, também são verificadas flutuações de acordo com o número de pistas
19
existentes. No entanto, por estarem relacionadas à diversos fatores inerentes a localização e tipo
da rodovia, não apresentam uma tendência uniforme (DNIT, 2006b);
f) Variações especiais: este tipo de variação é tido como previsível e acontece em casos
de eventos como jogos de futebol, festas, feriados, dentre outros acontecimentos relacionados
com a região de inserção da rodovia (DNIT, 2008).
Como forma de mitigar o impacto das variações no volume de tráfego, a American
Association Of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 2001) considera que,
para o projeto de rodovias, as condições de operação devem ser baseadas em volumes de tráfego
representativos de um período de tempo inferior a um dia, usualmente igual a uma hora,
conforme exposto na sequência.
2.3.3 Volume horário de projeto (VHP)
O VHP é definido como o volume de tráfego durante uma hora. A escolha desse fator
pelo projetista deve ser cautelosa, uma vez que um valor horário baixo representaria uma perda
qualitativa significativa da operação da rodovia, mas, em contrapartida, valores muito elevados
podem inviabilizar o projeto devido à um custo excessivo (GOMES, 2004).
Segundo Andrade et al. (2013), a boa prática admite um VHP expresso em termos do
maior fluxo de tráfego horário continuamente observado ao longo de um ano de operação,
porém, prevendo um número n de horas mais carregadas. Nesse período, a qualidade do serviço
poderá ser inferior ao padrão estabelecido.
Não existe ainda um consenso entre os estudiosos para determinação do número n. É
sabido apenas que seu valor pode mudar de acordo com a legislação e normativas do local em
que se insere o projeto. Nos Estados Unidos, é comum a adoção do fluxo observado na 30ª hora
mais carregada do ano, enquanto no Brasil, o usual é a utilização da 50ª hora para determinação
de um fator denominado K 50 , inclusive permitido pelos contratos de concessão em vigência no
país (ANDRADE et al., 2013).
Segundo DNIT (2006b), esse fator é determinado como o quinquagésimo maior
volume horário observado ao longo do intervalo de 1 (um) ano em razão do VMDa do mesmo
período.
Sendo assim, o VHP é determinado pela seguinte equação:
VHP = VMDa𝐴𝐻 x K 50 (1)

20
Onde,
VMDa𝐴𝐻 = Volume médio diário anual para o ano de projeto (ou ano horizonte)
K 50 = Volume da 50ª hora mais carregada do ano em razão do VMDa do período
Compreendidos os conceitos de volume usualmente aplicados nos projetos em geral,

são apresentados nas seções seguintes os principais métodos de obtenção de dados
volumétricos.
2.3.4 Contagens volumétricas
A medida do volume ou fluxo de tráfego é estabelecida por intermédio de contagens

de tráfego, também conhecidas como contagens volumétricas. O objetivo é a determinação não
somente da quantidade de veículos por sentido de tráfego em um ou vários pontos da rodovia
em determinado espaço de tempo, mas também da composição do fluxo passante (DNIT,
2006b).
De acordo com DNIT (2006b), existem três classes de contagens volumétricas:
a) Contagens globais: no total, são contabilizados todos os veículos, sem distinção de
sentido, circulando por um mesmo trecho, agrupados usualmente por suas diversas classes. Sua
aplicabilidade está no cálculo de volumes diários, determinação de tendências do tráfego e
preparo de mapas de fluxo;
b) Contagens direcionais: diferente da classe anterior, este tipo de contagem separa o
número de veículos de acordo com o sentido de tráfego. É frequentemente utilizada em cálculos
de capacidade, estudos de acidentes, previsão de faixas adicionais em rampas ascendentes,
dentre outros casos;
c) Contagens classificatórias: para esse caso, as contagens são focadas no registro de
volumes de veículos de acordo com suas categorias. São usualmente aplicadas para o
dimensionamento estrutural e projeto geométrico de rodovias e interseções, cálculos de
capacidade e benefícios aos usuários e na determinação dos fatores de correção para as
contagens mecânicas.
Independente da classe de contagem, existem diferentes métodos para sua realização.
21
2.3.5 Métodos de contagem
Conforme apresentado nos trabalhos de Takeshita (2018) e Goldner (2019), DNIT

(2006b) define dois métodos básicos para realização de contagens volumétricas:
a) Contagens manuais: são contagens realizadas por pesquisadores apenas com o
auxílio de contadores manuais para registro do fluxo de veículos em planilhas ou fichas. Por
este motivo, apresenta elevada dependência de fatores humanos e não indicadas para períodos
muito longos para minimizar a probabilidade de erro;
b) Contagens automáticas: nesse caso, os veículos são identificados por intermédio de
diferentes dispositivos, sendo estes:
a. Tubos pneumáticos;
b. Laços indutivos;
c. Dispositivos magnéticos;
d. Piezoelétricos;
e. Sistema acústico;
f. Radar;
g. Células fotoelétricas.
Os contadores automáticos possuem, basicamente, uma unidade captadora que
identifica a passagem do veículo e outra unidade que armazena os dados e dependendo da sua
finalidade, podem ser portáteis ou permanentes.
Com o avanço da tecnologia, novas metodologias estão sendo estudadas e algumas já
estão consolidadas entre os pesquisadores. Dentre as quais, se destaca:
 Contagens por filmagem: são instaladas câmeras que registram o fluxo de
veículos em período contínuo e permitem que as contagens sejam realizadas
com maior confiabilidade. Estas imagens podem ser utilizadas de duas
maneiras:
a. Por pesquisadores em contagens manuais, porém, com maior conforto,
abrigados do tempo e podendo interromper e retornar a qualquer instante;
b. Com o auxílio de programas em que a captura, o processamento e a
contagem são realizadas de forma imediata pelo computador (FEITOSA,
2012).
Obtidas as contagens, são aplicados os fatores de expansão, correção e projeção.
22
2.3.6 Fatores de expansão
Os volumes de contagem podem ser obtidos em períodos permanentes, contabilizados

por 24 (vinte e quatro) horas ao longo do ano inteiro, ou periodicamente, para diferentes tempos,
por exemplo, um número de horas “n” do dia, uma contagem semanal, mensal, dentre outros.
Independentemente do tipo de contagem, existe uma maneira de relacioná-las entre si:
pela aplicação dos fatores de expansão, que embora não reflitam exatamente os dados do local,
já foram comprovadas pela prática que se encontram dentro de um intervalo aceitável de ajuste
(DNIT, 2006b).
Dependendo do intervalo de tempo em que a contagem foi realizada é feita a seleção
de fatores necessários para correção destes dados. Os conceitos relativos a estes fatores são
exemplificados nos próximos tópicos com base no Manual de Estudos de Tráfego do DNIT.
Cabe ressaltar que para todos os casos, a determinação do fator de expansão de forma
precisa depende da disposição de um contador de tráfego contínuo que possa descrever o
comportamento do fluxo de veículos nos locais sendo analisados. Usualmente, a escolha é feita
por proximidade geográfica do trecho em estudo ao posto de contagem contínua (GOMES,
2004).
a) Fator de expansão diário: o fator de expansão diária é utilizado em pesquisas
realizadas somente em um número de horas “n” do dia por cada tipo de veículo. O usual é que
sejam observados os horários de maior fluxo do dia, as “horas de pico”, para então serem
expandidas a um dia inteiro.
Para que isto seja possível, é necessário que se tenha alguma contagem realizada na
mesma data por um período de 24 (vinte e quatro) horas, para então determinar o fator de
expansão diário por classe de veículos pela equação:
VP24
fpd = (2)
VPh
Onde,
fpd = fator de expansão diário
VP24 = volume de veículos durante as 24 horas do dia
VPh = volume de veículos durante as “h” horas de pesquisa
23
b) Fator de expansão semanal: em muitos casos, por uma questão de economia de

recursos, as contagens são realizadas por um período, por exemplo, de apenas 3 (três) dias.
Nestas condições, os volumes devem ser ajustados de acordo com o fator de expansão semanal.
Para sua determinação, são necessários dados de contagem de algum posto em que os
volumes tenham sido registrados para o período de, pelo menos, 1 (uma) semana. A partir destes
valores, é definido um coeficiente que irá expandir a amostra de período inferior, por classe de
veículo, pela equação a seguir:
V𝑃𝑠
fps = (3)
VPd
Onde,
fps = fator de expansão semanal de um dia específico da semana
V𝑃𝑠 = volume de veículos durante os 7 dias da semana
VPd = volume de veículos durante o dia determinado
c) Fator de expansão mensal: o fator de expansão mensal é representado pelas médias

dos valores obtidos para VMD semanais. Sua determinação é feita pela seguinte equação:
V𝑃𝑚
fpm = (4)
VPs
Onde,
fps = fator de expansão mensal
VPm = volume de veículos durante o mês determinado
V𝑃𝑠 = volume de veículos durante os 7 dias da semana
d) Fator de expansão sazonal: o fator de expansão sazonal, também citado como fator
de correção sazonal mensal, consiste na relação entre o tráfego de cada mês com o tráfego
médio diário anual e é obtido pela equação:
𝑉𝑀𝐷𝑎
f𝑎 = (5)
𝑉𝑀𝐷𝑚
24
Onde,
f𝑎 = fator de expansão sazonal
VMDa = volume médio diário anual
VMDm = volume médio diário mensal
Aplicados os fatores de expansão, usualmente é necessário avaliar os volumes para um

espaço de tempo futuro, obtido pela aplicação do fator de projeção.
2.3.7 Fator de projeção
O fator de projeção representa a taxa de crescimento do tráfego e é utilizado para

estimar o fluxo de veículos no ano de abertura do projeto da rodovia ou para outros intervalos
de tempo, dependendo da característica sendo analisada.
Sua estimativa é realizada através da expressão de crescimento geométrico:
TNn = TNo ∗ (1 + 𝑔)𝑡 (6)
Onde,
TNn = tráfego no ano “n”
TNo = tráfego no ano base
g = taxa de crescimento do tráfego
t = período de projeção
A taxa de crescimento do tráfego, conforme apresentado por Gomes (2004), é muitas

vezes determinada com base nos dados de postos permanente de contagem, comparando-se aos
pares os valores de VMDa.
Sendo assim, de posse dos dados de volume de tráfego em um espaço de tempo
conhecido, surge o conceito de capacidade, frequentemente avaliado no âmbito da engenharia
de tráfego.
25
2.3.8 Capacidade
A capacidade de uma via está relacionada com dois fatores básicos: o número de
veículos circulando e o tempo em que isto ocorre. O resultado é expresso em termos do número
máximo de veículos que podem trafegar em determinada faixa de tráfego ou segmento de uma
via em um certo período de tempo sob condições predominantes de tráfego, de pista e de
controle (DNIT, 2006b).
Conforme exposto por Demarchi (2000), com base nas proposições do Highway
Capacity Manual (HCM), referência americana em estudos de tráfego recomendada pelo DNIT
no Brasil, a capacidade da rodovia é fortemente influenciada pela sua geometria, por fatores
relativos ao tráfego e por fatores ambientais e precisa ser estudada em termos de segmentos
homogêneos, definidos como segmentos nos quais as características físicas e de tráfego são
semelhantes.
No entanto, diferente do que acontece na determinação do nível de serviço (NS), sua
análise não traduz as condições de tráfego de forma completa, uma vez que para sua
determinação são considerados somente o número de veículos circulando e o tempo dessa
circulação, sem ponderar fatores relativos à condição com que este tráfego ocorre (DNIT,
2006b).
2.3.9 Nível de serviço
Segundo DNIT (2006b), o nível de serviço está relacionado com a qualidade da

operação rodoviária, refletindo o nível de fluidez dos veículos de acordo com a percepção dos
usuários ao considerar uma gama de fatores, como por exemplo a velocidade e tempo de
viagem, facilidade de manobras, interrupções de tráfego, conforto, segurança, conveniência no
dirigir e custos operacionais.
Um segmento pode ser classificado em seis diferentes níveis de serviço, designados
por letras que variam de A até F. O nível A corresponde à condição de operação ideal enquanto
a outra ponta caracteriza uma condição de congestionamento completo. Entre estes dois
extremos, são designados os demais níveis, todos representados na Figura 1 (DNIT, 2006b).
26
Figura 1 – Representação dos níveis de serviço em rodovias
Fonte: DNIT (2006b, p. 265).
A seguir são apresentadas as principais características operacionais de cada nível de

serviço em rodovias rurais de pista simples de acordo com o especificado por DNER (1999):
 Nível de serviço A: representativa de um fluxo livre em rodovias de boas
características técnicas. A restrição de manobra devido à presença de outros
veículos é pequena ou inexistente e as velocidades se desenvolvem sem
retardamento conforme percepção dos motoristas. O fluxo máximo de veículos
observado em condições ideais é de 420 veículos por hora;
 Nível de serviço B: a condição de fluxo é estável, e embora os motoristas ainda
detenham certa liberdade de escolha de velocidade e faixa de circulação, algumas
restrições já são notadas. O fluxo máximo de veículos observado em condições
ideais é de 750 veículos por hora;
 Nível de serviço C: devido à ocorrência de volumes mais elevados, as velocidades
e possibilidades de manobra são mais restritas, embora ainda se situe em uma faixa
de fluxo estável. O fluxo máximo de veículos observado em condições ideais é de
1.200 veículos por hora;
27
 Nível de serviço D: nesse momento as condições de fluxo atingem um patamar de

instabilidade, e os motoristas têm limitada liberdade de manobra e dificuldade em
manter as velocidades desejadas. O fluxo máximo de veículos observado em
condições ideais é de 1.800 veículos por hora;
 Nível de serviço E: este é o nível representativo da capacidade da rodovia, em que
as condições de instabilidade de fluxo são elevadas e as manobras de
ultrapassagem são praticamente impossíveis. Ocorre ainda a redução das
velocidades desenvolvidas. O fluxo máximo de veículos observado em condições
ideais é de 2.800 veículos por hora;
 Nível de serviço F: nesse momento é atingido o colapso do fluxo. Ocorre a
formação de filas de veículos com baixa velocidade, mantidos por períodos mais
ou menos longos e que reduzem os fluxos a valores inferiores à capacidade. Em
alguns casos podem ser registrados engarrafamentos com velocidade e fluxo nulos.
A cada um destes níveis de serviços está associado um volume de serviço, conforme
apresentado na sequência.
2.3.10 Volume de serviço
Segundo DNER (1999), o volume de serviço está relacionado com os fluxos de tráfego
que podem ser dispostos nos diferentes níveis de serviço, ou seja, representa o máximo volume
de tráfego ao qual as condições do nível de serviço proposto ainda são verificadas.
No desenvolvimento de projetos rodoviários, a decisão pelo nível de serviço adotado
é tomada pelo projetista de acordo com o tipo de rodovia e sua localização, dentre outros fatores
particulares de cada projeto.
Embora o HCM não seja específico quanto ao nível de serviço que deve ser adotado
no planejamento de rodovias, a Tabela 1 apresentada abaixo foi desenvolvida pelo DNER
(1999), para auxiliar no processo de tomada de decisão e é resultado da relação entre níveis de
serviço, seus respectivos volumes de tráfego e critérios para graus aceitáveis de
congestionamento.
28
Tabela 1 – Seleção do nível de serviço no projeto de rodovias rurais

Tipo de Relevo
Rodovia Plano Ondulado Montanhoso
Via Expressa B B C
Via Arterial B B C
Coletora C C D
Local D D D
Fonte: adaptado de DNER (1999, p. 114).
Definido o nível de serviço a ser alcançado, cabe ao projetista verificar os meios para
comportar o volume de tráfego existente sem comprometer a qualidade da operação.
Nesse contexto, são avaliadas propostas operacionais de engenharia com ênfase em
ferramentas de controle de tráfego como, por exemplo, a sinalização semafórica, estabelecida
como ponto de partida para as análises a serem apresentadas no capítulo de estudo de caso.
2.3.11 Controle semafórico de tráfego
Conforme citado anteriormente, uma das ferramentas da engenharia de tráfego para

controle de interseções ou seções de via onde o espaço viário é disputado por dois ou mais
movimentos conflitantes, consiste na instalação de sinalização semafórica. O intuito é realizar
o controle de tráfego dos usuários sobre o direito de passagem ou ainda, indicar a presença de
situação perigosa ou obstáculo físico (CONSELHO NACIONAL DE TRÂNSITO –
CONTRAN, 2014).
A implementação desse tipo de solução deve ser precedida de uma avaliação criteriosa
para identificar a real necessidade de instalação. Se implementados corretamente, contribuem
para a redução de acidentes e impactam positivamente na fluidez do trânsito. Do contrário,
podem aumentar consideravelmente o tempo de espera nas interseções e gerar um efeito oposto
ao desejado (CONTRAN, 2014).
Alguns conceitos são importantes para o entendimento do funcionamento desses
dispositivos, conforme apresentados por CONTRAN (2014):
 Grupo de movimentos: conjunto de movimentos em um mesmo cruzamento, em
que o direito de passagem é cedido para todos simultaneamente;
 Estágio: definido como o intervalo de tempo em que um ou mais grupos de
movimentos recebem o direito de passagem em simultâneo;
29
 Entreverdes: intervalo de tempo entre o término do verde de um estágio e o início

do verde do próximo estágio;
 Ciclo: sequência completa dos estágios de uma sinalização semafórica;
 Tempo de ciclo: também denominado duração do ciclo, corresponde à soma dos
tempos de todos os estágios;
 Diagrama de estágios: representação gráfica de todos os movimentos que podem
ser realizados em cada estágio do ciclo;
 Diagrama de barras: apresenta a duração e a sequência de cada intervalo luminoso
e seus estágios associados aos grupos semafóricos por meio de barras horizontais.
Quando verificada a necessidade de instalação de um semáforo, calcula-se tempo de
ciclo. Para o presente trabalho, a programação semafórica foi obtida por intermédio de software
de simulação de tráfego, que permite a definição dos tempos de modo experimental em conjunto
com a avaliação dos níveis de serviço de cada interseção.
2.4 SIMULADORES DE TRÁFEGO
Os simuladores de tráfego surgiram como uma ferramenta de apoio na área de

engenharia de transportes e vêm se consolidando como um mecanismo inteligente capaz de
avaliar, simular e aprimorar a operação viária (FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION
– FHA, 2004).
As análises servem como base ao planejamento, projeto e operação de vias em diversos
contextos, uma vez que podem ser atribuídos diferentes parâmetros sem que esta seja,
necessariamente, a condição observada em campo. Desta forma, é possível prever o
comportamento do tráfego e adequá-lo de forma a otimizar a utilização da via ou do sistema
viário, conforme estudado por Noronha (2016).
2.4.1 Níveis de modelagem
Dependendo da finalidade e do objetivo da análise, é feita a escolha pelo tipo de

modelagem, que segundo Nazareth, Sousa e Ribeiro (2015), se divide em simulação
macroscópica, microscópica e mesoscópica.
a) Simulação macroscópica: os modelos de simulação macroscópica desconsideram as
velocidades individuais dos veículos e características singulares dos sistemas. Esta abordagem
30
reflete os fluxos de veículos de maneira generalizada baseado nas relações entre fluxo,
densidade e velocidade. Embora não represente os detalhes acerca dos veículos trafegando, é
capaz de realizar uma avaliação integrada do sistema, seção a seção;
b) Simulação microscópica: os modelos de simulação em escala microscópica
replicam o comportamento dos veículos individualmente, observadas suas interações entre si e
com os dispositivos da via, com base em teorias de perseguição de veículos e de troca de faixas.
Nesse tipo de abordagem, o foco está na reação do motorista ao estímulo decorrente do seu
entorno;
c) Simulação mesoscópica: diferente do que acontece nos modelos de simulação
microscópica, a abordagem mesoscópica, embora busque um tratamento individualizado,
realiza uma análise dos veículos como parte das correntes de tráfego, formando pelotões que se
deslocam pelo sistema viário. Sua aplicabilidade é limitada, utilizada em áreas estritamente
urbanas e vias interrompidas.
Nesse contexto, é importante destacar que a validade dos dados verificados nos
simuladores depende fortemente do conhecimento do comportamento atual e futuro do trânsito
na região em estudo.
Atualmente estão disponíveis no mercado várias ferramentas de simulação, utilizadas
de acordo com o objetivo e a disponibilidade. O software Simulation Of Urban Mobility
(SUMO), desenvolvido no Instituto de Sistemas de Transporte, é um simulador de código
aberto, assim como o Intelligent Transportation System for Urban Mobility (ITSUMO),
projetado no Brasil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Ambos os programas,
embora livres, exigem um conhecimento mais aprofundado em linguagens de programação por
parte do projetista (HALLMANN, 2011).
Da mesma forma, existem softwares comerciais já consolidados no âmbito da
engenharia de transportes, como o AIMSUN, disponibilizado de acordo com a licença adquirida
e que apresenta uma interface completa e moderna (FRATAR, 2019), escolhido para a análise
a ser desenvolvida no presente trabalho.
2.4.2 AIMSUN
O AIMSUN é um software de simulação de tráfego de domínio da empresa Transport

Simulation Systms – TSS.
Um dos seus principais diferenciais é a possibilidade de avaliação integrada do sistema
em todas as escalas: macroscópica, microscópica e mesoscópica (TSS, 2014).
31
Conforme exposto por Barceló (2010), o AIMSUN foi implementado com base em
três modelos comportamentais: car-following, lane-changing e gap-acceptance.
A teoria do modelo car-following considera a manutenção de uma distância mínima
segura entre veículos que aumenta linearmente com a velocidade da via. Além disso, é expressa
por uma equação de estímulo versus resposta, em que a velocidade do veículo é influenciada
pelo estímulo que o motorista recebe do automóvel à sua frente.
Segundo Barceló (2010), o modelo de lane-changing, está relacionado com o
comportamento do motorista no momento da troca de faixa. Cada vez que a simulação é
atualizada, o programa realiza duas perguntas, sendo a primeira delas: a troca de faixas é
necessária? A resposta requer a análise rápida das condições de tráfego, ou seja, se haverá
alguma melhora para o motorista como resultado da troca de pista, em termos de velocidade e
comprimento de fila.
Na etapa seguinte o software questiona: é possível a troca de faixas? Nesse momento
são introduzidas as regras de gap-acceptance, que servem como base para que o movimento de
troca de faixa aconteça de maneira segura, ou seja, dependendo da análise de probabilidade do
software em identificar uma oportunidade, em algum instante da simulação, que permita esse
movimento (BARCELO, 2010).
Dessa forma, para a construção de um modelo na ferramenta, são necessárias
informações básicas da via, como largura, existência de acostamento, faixas de aceleração ou
desaceleração, permissões de conversão em cada interseção, número de faixas, dentre outros
parâmetros (TSS, 2014).
É importante destacar que cada veículo é tratado de forma individual e carrega
informações comportamentais definidas na entrada do sistema e que permanecem constante
durante todo o trajeto (BARCELÓ, 2010).
Cabe salientar que o programa permite a análise semafórica, através do carregamento
de semáforos e sua configuração com o tempo de início e duração de cada plano, o tamanho do
ciclo, a duração da fase amarela e a integração entre interseções.
O resultado consiste em uma simulação gráfica contínua, representativa do tráfego na
rede viária, além da possibilidade de extração de dados como: volume, velocidade, tempo de
viagens, atrasos e paradas, entrelaçamentos, divergências, convergências, tamanho máximo de
fila, dentre diversos outros parâmetros utilizados de acordo com o objetivo do estudo (TSS,
2014).
32
A alocação da demanda pode ser feita de duas formas: através de Matrizes Origem e
Destino (OD), ou por estados de trânsito, que dependem de informações interligadas a outros
softwares e, portanto, não aconselhado para cenários complexos. A metodologia utilizada nesse
trabalho consiste na criação de matrizes OD, abordadas na seção seguinte.
2.5 MATRIZ ORIGEM E DESTINO
A Matriz Origem e Destino é uma importante ferramenta utilizada no planejamento de

transportes de grandes cidades. Sua metodologia consiste na identificação dos padrões de
demanda e atração de viagens, e está relacionada com o comportamento dos usuários da via
(LEITE, 2003).
Em síntese, uma Matriz OD representa o número de viagens entre origens e destinos
em um período de tempo e pode ser desagregada considerando diferentes critérios como, por
exemplo, o modal de transporte utilizado ou tipo de veículo.
Sua definição é critério básico para entrada em modelos de alocação de tráfego, ou
seja, para o carregamento da rede de transportes em softwares de simulação (PUC-RIO, 2019).
A Figura 2 consiste na representação esquemática dos elementos que compõe uma
matriz origem destino.
Figura 2 – Elementos da Matriz OD
Fonte: Gondim (2016, p. 21).
A primeira linha representa o conjunto de zonas de destino (𝐷𝑖 ) e a primeira coluna

consiste no conjunto de zona de origem (𝑂𝑖 ). Os demais elementos são:
𝑑𝑖𝑗 = Demanda com origem da zona 𝑖 e destino na zona 𝑗;

𝑃𝑖 = Produção de demanda da zona 𝑖;
𝐴𝑖 = Atração de demanda da zona 𝑗;
A/P = Total de atração/produção de demandas das zonas.
33
Segundo Peixoto (2013), existem diferente métodos empregados para obtenção de uma
Matriz OD, divididos entre modelos de estimativa direta simples e modelos de estimativa
utilizando contagem volumétrica.
Os métodos de estimativa direta simples (ou métodos diretos) são aqueles baseados
em pesquisas de origem e destino. Segundo Guerra (2011), os de maior destaque são os
seguintes:
 Pesquisas de observação;
 Pesquisas de entrevista pessoal domiciliar;
 Pesquisa de abordagem;
 Pesquisa por telefone.
Em todos os casos, são elaborados questionários e entrevistados os indivíduos que
trafegam pelas zonas do estudo para análise da tendência de viagens.
Segundo IPEA (2017), estes questionários buscam obter informações como:
 Locais de origem, destino e residência do entrevistado;
 Tipologia do veículo;
 Motivo da viagem;
 Dados da carga transportada, se aplicável;
 Dados da rota.
Em muitos casos, dependendo da abrangência do local sendo estudado, estas pesquisas
podem ser custosas e nem sempre serão representativas de todos os pares possíveis de viagens
(GUERRA, 2011).
Para o método via contagem volumétrica de tráfego, são necessárias contagens de
fluxo observadas nas rodovias em um determinado período de tempo, sejam estas obtidas por
postos permanentes ou através de pesquisa realizada em locais específicos, como por exemplo,
em interseções (PEIXOTO, 2013).
Com base nos volumes obtidos nas contagens, procura-se dimensionar a Matriz OD
de forma a reproduzir os fluxos observados. Segundo Peixoto (2013), a validade dos dados
depende da disponibilidade de contagens em um percentual significativo da malha viária sendo
estudada.
34
3 METODOLOGIA
Segundo Yin (2001), estudos de caso são o delineamento mais adequado à

investigação de um fenômeno contemporâneo dentro do seu contexto real e visam conhecer em
profundidade o como e as razões de uma determinada situação. Desta forma, em conformidade
com seu objetivo, este trabalho pode ser classificado como um estudo de caso de cunho
exploratório, por envolver levantamento bibliográfico e fomentar o levantamento de hipóteses
ao local de estudo.
Nos próximos parágrafos são apresentados os métodos pertinentes ao seu
desenvolvimento, assim como as etapas de obtenção dos dados e procedimentos de análise
adotados.
3.1 OBTENÇÃO E TRATAMENTO DOS DADOS
Para avaliar a qualidade do tráfego no local em estudo, por se tratar de segmento

rodoviário sob concessão à iniciativa privada, é importante destacar a premissa de contrato
quanto à manutenção do nível de serviço da rodovia, conforme ANTT (2018, p. 86):
As obras de AMPLIAÇÃO DE CAPACIDADE são todas aquelas

necessárias para o atendimento da segurança e fluidez do tráfego, que
devem, em princípio, satisfazer à seguinte condição: em todos os
segmentos que compõem a RODOVIA, a operação não deverá ultrapassar,
em mais de 50 horas por ano, o Nível de Serviço referente à classe I,
conforme o Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais, do DNIT.
Portanto, as avaliações e propostas deste trabalho consideram o atendimento a este

parâmetro quantitativo. A metodologia adotada para este objetivo está em conformidade com o
PER, onde é indicado que o controle dos níveis de serviço deve ser realizado com base em
projeções de tráfego e em estudos de capacidade por segmento homogêneo, aplicando a
metodologia definida no Highway Capacity Manual.
Os parâmetros necessários à avaliação do nível de serviço serão extraídos do software
de simulação AIMSUN.
A Figura 3 apresenta em síntese as etapas adotadas no desenvolvimento deste trabalho,
maiores detalhes serão abordados no capítulo seguinte, do estudo de caso.
35
Figura 3 – Etapas do desenvolvimento
Fonte: Autora (2019).
A seguir as etapas são exemplificadas:

1. Referencial teórico: engloba a etapa de pesquisa bibliográfica acerca dos
principais conceitos da engenharia de tráfego e concessões rodoviárias
relevantes ao trabalho;
2. Identificação do local de estudo: levantamento das características do segmento
e apresentação dos principais pontos de melhoria;
3. Obtenção e tratamento dos dados: coleta dos dados de volume de tráfego e
definição da matriz de origem destino;
4. Carregamento da rede de simulação existente: criação da rede de tráfego no
software de simulação para verificação da condição atual;
5. Estabelecimento das propostas: a partir dos dados de volume de tráfego e
observação do local em estudo, são identificados os principais gargalos e
apresentadas as alternativas de obras e melhorias;
6. Carregamento das redes de simulação propostas: definidas as alternativas para
melhoria das condições de tráfego, são feitas as alterações de geometria e
sinalização no software de simulação para extração dos dados necessários ao
cálculo dos níveis de serviço;
36
7. Avaliação dos níveis de serviço: com base nos dados extraídos da simulação,
procede-se com o cálculo dos níveis de serviço conforme metodologia disposta
no HCM (TRANSPORTATION RESEARCH BOARD – TRB, 2000) com
auxílio do software Highway Capacity Software (HCS);
8. Avaliação dos resultados e conclusões: análise dos resultados obtidos e
considerações finais.
37
4 ESTUDO DE CASO
4.1 LOCALIZAÇÃO
O segmento da Rodovia BR-101/SC objeto desse estudo, está compreendido entre o

km 41 e o km 43 e atravessa o município de Joinville no estado de Santa Catarina. A análise
para implementação de controle semafórico desenvolve-se de maneira específica em duas
passagens inferiores, localizadas no km 41,200 e no km 42,500, conforme apresentado na
Figura 4.
Figura 4 – Segmento de estudo
Fonte: Adaptado de Google Earth (2019).
O ponto A está situado na interseção das marginais da Rodovia BR-101/SC com a rua
Ottokar Doerffel, parte da malha viária do município de Joinville. Da mesma forma, o ponto B
representa a interseção entre a marginal rodoviária e a rua Minas Gerais.
Figura 5 – Ottokar Doerffel e via marginal norte

38
Figura 6 – Ottokar Doerffel e via marginal sul
Figura 7 – Rua Minas Gerais e marginal sul
Figura 8 – Marginal sul sentido rua Minas Gerais

39
4.2 OBTENÇÃO E TRATAMENTO DOS DADOS
Conforme citado anteriormente, o trecho em estudo faz parte do escopo do contrato de

concessão administrado pela Concessionária Arteris Litoral Sul.
De acordo com o PER, a Concessionária deve, permanentemente, realizar o controle
dos níveis de serviço da rodovia. Como resultado desse acompanhamento constante, são
apresentados, semestralmente, relatórios de nível de serviço, contendo dados atualizados de
tráfego e estudos de capacidade para cada segmento homogêneo.
Além desses relatórios, são realizadas análises pontuais em trechos representativos de
classes de nível de serviço iguais ou inferiores à “D”, também cedidos pela empresa para o
desenvolvimento do presente estudo.
No entanto, os volumes disponibilizados não eram suficientes para compor a matriz
de origem e destino do problema. Dessa forma, foram necessárias contagens complementares
na região de interseção da rodovia com a rua Ottokar Doerffel e em dois acessos de entrada e
dois acessos de saída da via marginal.
Em razão do número significativo de movimentos possíveis no local, as contagens
foram realizadas com auxílio das câmeras de monitoramento da Concessionária através da
filmagem da região por um período de 24 (vinte e quatro) horas nos dias 28/05/2019 e
03/09/2019, ambos dias úteis em um período sem eventos relevantes para evitar que
anormalidades no comportamento do tráfego pudessem influenciar na obtenção de valores não
representativos da realidade do local.
Os dados levantados foram concentrados nos horários de pico da manhã, entre 07:00
e 09:00, no pico do meio dia, entre 12:00 e 14:00 e no pico da noite, entre 16:00 e 19:00, um
total de oito horas.
A contagem realizada, conforme definição da metodologia disposta em DNIT (2006b),
foi do tipo classificatória, focada no registro de volumes de veículos de acordo com suas
categorias, divididos entre leves e pesados.
As planilhas de contagem são apresentadas no Apêndice A.
Para a definição da matriz origem e destino e posterior carregamento da rede no
software de simulação de tráfego, foram contabilizados 32 (trinta e dois) movimentos,
identificados nas figuras seguintes.
As Figuras 9 e 10 apresentam a interseção entre as marginais da rodovia BR-101/SC
com a rua Ottokar Doerffel:
40
 Movimento 1: saída da rodovia principal sentido sul para acesso à via marginal;
 Movimento 2: veículos da via marginal sul convergindo à direita na rua Ottokar
Doerffel;
 Movimento 3: veículos seguindo na via marginal sul;
 Movimento 4: veículos da via marginal sul convergindo à esquerda na rua
Ottokar Doerfell ao norte;
 Movimento 5: veículos em manobra de retorno da via marginal sul para a via
marginal norte;
 Movimento 6: veículos da rua Ottokar Doerffel ao sul convergindo à direita
para acessar a via marginal;
 Movimento 7: veículos da rua Ottokar Doerffel ao sul seguindo à rua Ottokar
Doerffel ao norte;
 Movimento 8: veículos da rua Ottokar Doerffel ao sul convergindo à esquerda
para acesso à via marginal norte.
Figura 9 – Movimentos 1 ao 8
 Movimento 9: veículos da via marginal norte convergindo à direita na rua

Ottokar Doerffel;
 Movimento 10: veículos seguindo na via marginal norte;
 Movimento 11: veículos da via marginal norte convergindo à esquerda na rua
Ottokar Doerffel ao sul;
 Movimento 12: veículos em manobra de retorno da via marginal norte para a
via marginal sul;
41
 Movimento 13: veículos da rua Ottokar Doerffel ao norte convergindo à direita

para acessar a via marginal;
 Movimento 14: veículos da rua Ottokar Doerffel ao norte seguindo à rua
Ottokar Doerffel ao sul;
 Movimento 15: veículos da rua Ottokar Doerffel ao norte convergindo à
esquerda para acesso à via marginal sul.
A Figura 11 exemplifica os movimentos na interseção da via marginal sul da rodovia

BR-101/SC com a rua Minas Gerais:
 Movimento 16: veículos da via marginal sul convergindo à direita para a rua
Minas Gerais;
 Movimento 17: veículos da via marginal sul convergindo à esquerda para a rua
Minas Gerais;
 Movimentos 18 e 19: troca urbana entre veículos que seguem pela rua Minas
Gerais.
42
As Figuras 12, 13 e 14 apresentam movimentos de entrada e saída da pista principal

da rodovia por intermédio de agulhas de acesso às vias marginais.
 Movimento 20: saída da pista principal sentido sul para via marginal próximo
ao km 42;
 Movimento 21: acesso da via marginal para a pista principal sentido sul
próximo ao km 42;
 Movimento 22: saída da pista principal sentido norte para via marginal
próximo ao km 42;
 Movimento 23: acesso da via marginal para a pista principal sentido norte
próximo ao km 42.

43
 Movimento 24: saída da pista principal sentido sul para via marginal próximo
ao km 43.
Figura 13 – Movimento 24
próximo ao km 44.
Figura 14 – Movimento 25
Na Figura 15 são ilustrados os movimentos da pista principal da rodovia BR-101/SC

na região do km 044+600:
 Movimento 26: veículos seguindo pela pista principal sentido sul;
 Movimento 27: veículos seguindo pela pista principal sentido norte.
44
Figura 15 – Movimentos 26 e 27
Na Figura 16 são apresentados os movimentos da interseção da via marginal norte com

o acesso à rua Anita Garibaldi além do tráfego de veículos na marginal sul.
próximo ao km 42;
 Movimento 29: veículos da via marginal norte convergindo à direita para a rua
Anita Garibaldi;
 Movimento 30: veículos seguindo na via marginal norte;
 Movimento 31: veículos da rua Anita Garibaldi convergindo à direita para
acesso à via marginal norte;
 Movimento 32: veículos seguindo na via marginal sul próximo ao ponto de
interesse na rua Minas Gerais.

45
A cada um dos 32 (trinta e dois) movimentos apresentados é atribuído um volume de

tráfego. Desses volumes, 18 (dezoito) foram coletados no ano de 2019, como parte do
desenvolvimento desse trabalho, os demais são provenientes de levantamentos realizados entre
os meses de dezembro de 2016 e janeiro de 2017.
Na etapa seguinte, aplicaram-se os fatores de expansão diários, semanais e mensais e
os fatores de correção sazonais elucidados na seção 2.3.6. Cabe reiterar que, conforme exposto
por GOMES (2004), a obtenção desses fatores depende da disposição de um contador de tráfego
contínuo que possa descrever o comportamento do fluxo de veículos nos locais sendo
analisados.
Ante o exposto, exploraram-se duas possibilidades próximas ao segmento em estudo
onde o volume de tráfego é ininterruptamente registrado pela Concessionária Arteris Litoral
Sul: a Praça de Pedágio no km 001,350 e a Praça de Pedágio no km 079.
Considerando a premissa de que, na maioria dos casos, a escolha é feita pela
proximidade geográfica (GOMES, 2004), escolheu-se a segunda Praça de Pedágio para
obtenção dos dados, uma vez que a distância até o centro do segmento em análise é de 37 (trinta
e sete) quilômetros, inferior aos aproximados 41 (quarenta e um) quilômetros de distância para
a primeira praça. Além disso, pelo conhecimento da região em estudo em conjunto com a
análise dos números de VMDA de ambas as praças, entende-se que o comportamento do tráfego
na praça localizada no km 079 está mais próximo do verificado para o local objeto desse
trabalho.
Um resumo dos dados correlacionados para obtenção desses parâmetros é apresentado
na Figura 17.
46
Figura 17 – Dados necessários para o cálculo dos fatores de expansão e correção
Foram determinados 70 (setenta) fatores, divididos entre veículos leves e pesados. As

planilhas com os fatores constam no Apêndice B.
Aplicadas as correções necessárias, os dados anteriores a 2019 foram carregados para
o ano presente através da multiplicação por um fator de projeção, calculado pela relação entre
o VMDA do período das contagens, sendo considerado o segundo semestre de 2016 e o
primeiro semestre de 2017, com o VMDA do último ano, considerando o segundo semestre de
2018 e o primeiro semestre de 2019. O resultado é apresentado Tabela 2.
Tabela 2 – Fatores de projeção

Fator de Projeção
VMDA 2016-2 e 2017-1 VMDA 2018-2 e 2019-1
(2019/1)
Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos
Sentido
Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados
Norte 13.976 5.023 15.220 5.572 1,09 1,11
Sul 14.294 5.156 15.224 5.666 1,07 1,10
Fonte: Autora (2019)
O último ajuste necessário relaciona-se com o ano horizonte de projeto. Considerando

a data em que se desenvolve esse estudo, prospectaram-se os dados para que as alterações
fossem implementadas e começassem a operar no ano de 2020.
47
Dessa forma, realizou-se a projeção dos dados de demanda com base nas taxas de
crescimento apresentadas no último relatório de monitoração de nível de serviço cedido pela
Concessionária Arteris Litoral Sul. Os dados são provenientes da avaliação das tendências de
evolução das demandas de tráfego na Rodovia e são apresentadas na Tabela 3.
Tabela 3 – Taxas de crescimento do tráfego rodoviário

Taxa Taxa
Ano Acum. Acum
Leves Pesados
2019 Base 1,000 Base 1,000
2020 1,50% 1,015 2,00% 1,020
Fonte: Arteris Litoral Sul (2019).
A planilha completa para obtenção das demandas de projeto resultantes, aplicados

todos os fatores supracitados, pode ser verificada no Apêndice C.
4.3 CARREGAMENTO DA REDE VIÁRIA EXISTENTE
Definidos os volumes de tráfego, a etapa seguinte se estendeu ao carregamento da rede

viária no software AIMSUN.
Inicialmente, consideraram-se as características existentes das ruas em análise e com
base na imagem de satélite, inseriram-se as vias identificadas por seção. Cada seção carrega
parâmetros básicos, que para esse estudo, foram:
 Número de faixas de rolamento;
 Largura das faixas;
 Velocidade diretriz da via;
 Existência ou não de acostamento.
Inseridas as vias, a conexão entre elas foi realizada através de nós na rede, onde se
definem as permissões de conversão: livre, pare, dê a preferência ou configurações para
controle semafórico. O sistema ilustra o caminho a ser percorrido pelo veículo através de
flechas, conforme apresentado na Figura 18. A rede completa pode ser verificada no Apêndice
D.
48
Figura 18 – Indicação dos movimentos permitidos no AIMSUN
Fonte: Adaptado de AIMSUN (2019).
Inseridos os nós, criaram-se os centróides, representativos dos pontos de entrada e

saída de veículos dentro da simulação e utilizados para montagem da matriz origem e destino.
Considerando as rotas possíveis do segmento em estudo, foram necessários oito
centróides, denominados como:
 Marginais superior: representativo do fluxo de veículos com origem na
marginal sul ou destino à marginal norte;
 Principal superior: representativo do fluxo de veículos com origem na pista
principal sentido sul ou destino à pista principal sentido norte;
 Ottokar Sul: alocação do tráfego de veículos com origem ou destino à rua
Ottokar Doerffel em direção ao bairro São Marcos;
 Ottokar Norte: alocação do tráfego de veículos com origem ou destino à rua
Ottokar Doerffel em direção ao Bairro Anita Garibaldi;
 Rua Anita Garibaldi: representativo do fluxo de veículos com origem ou
destino à rua Anita Garibaldi;
 Minas Gerais Sul: alocação do tráfego de veículos com origem ou destino à rua
Minas Gerais em direção ao bairro Nova Brasília;
 Minas Gerais Norte: alocação do tráfego de veículos com origem ou destino à
rua Minas Gerais em direção ao bairro Anita Garibaldi;
 Principal inferior: representativo do fluxo de veículos com origem na pista
principal sentido norte ou destino à pista principal sentido sul.
49
4.3.1 Matriz Origem e Destino
A alocação da demanda de tráfego no AIMSUN é feita por intermédio de matrizes OD.

Para o presente trabalho foram definidas duas matrizes, uma para veículos leves e outra para
veículos pesados, conforme classificação já utilizada na etapa de contagens de tráfego.
Com o intuito de representar as origens e destinos que os veículos possuem dentro do
sistema viário, o processo se iniciou pela análise de todas as rotas prováveis e possíveis entre
pares de centróides. Convém destacar que, de acordo com as vias carregadas no programa, pode
não ser possível que um mesmo veículo acesse todos os destinos. Se, eventualmente, for
atribuído um volume de veículos entre pares de OD aos quais o sistema viário não possui rota
possível dentro do software, o próprio programa retorna com a mensagem de erro, indicando
que o usuário deve corrigir a matriz.
A etapa seguinte, conforme abordado na seção 2.5, consiste no dimensionamento da
Matriz OD com base nos fluxos de tráfego observados por intermédio de contagens
volumétricas. Nessa fase, cabe destacar alguns detalhes importantes da calibração da matriz.
Em alguns casos, não é possível quantificar a distribuição exata do volume
contabilizado. Por exemplo, o volume de veículos com origem na rua Anita Garibaldi que
acessa a Marginal Norte é contabilizado e apresentado como o movimento número 31. Contudo,
existem cinco possíveis destinos que esse mesmo veículo pode acessar: a pista principal
superior, a marginal superior, a rua Ottokar Doerffel Sul, a rua Ottokar Doerffel Norte e a pista
principal inferior.
Para reduzir a incerteza na alocação dos volumes de tráfego, aplicou-se um modelo de
estimação estático, onde os fluxos considerados independem de variações no tempo de viagem
decorrentes, por exemplo, de congestionamentos, sendo, portanto, estimados a partir de uma
abordagem de alocação proporcional (IPEA, 2017).
Dessa forma, a ponderação na matriz do percentual desse volume que acessa cada
destino se deu de acordo com os volumes de destino de cada centróide, que consiste numa
medida da atratividade daquele local com base na soma de todos os movimentos que vão em
sua direção.
Com o intuito de esclarecer essa etapa, será apresentado o cálculo do volume de destino
para um dos centróides do segmento em estudo.
Na Figura 19, o centróide nomeado Ottokar Sul é representado pelo sinal vermelho.
Para estimar o volume de destino desse ponto, é preciso observar quais movimentos da região
50
em que está inserido vão em sua direção. Nesse caso, os movimentos 2, 11 e 14. A soma desses
volumes representa um parâmetro quantitativo da atratividade desse centróide quando
comparado aos demais. Quanto maior a soma, maior será sua capacidade de atrair veículos e,
portanto, maior será a alocação de volume para aquele ponto.
Figura 19 – Análise dos movimentos na interseção com a rua Ottokar Doerffel
Contudo, essa abordagem implica em algumas incertezas, que podem ser minimizadas
por uma segunda etapa de análise baseada no comparativo entre os volumes totais de origem e
destino obtidos na matriz para cada centróide com os volumes observados nas contagens de
tráfego.
Por exemplo, pela Figura 20, é sabido que o volume total de veículos que efetivamente
acessou a rua Minas Gerais Sul, representada pelo ponto vermelho, é igual à soma dos
movimentos 16 e 18.
Figura 20 – Análise dos movimentos na interseção com a rua Minas Gerais

51
A partir dessa informação, verificou-se na Matriz OD resultante se a soma de todos os

volumes alocados para o centróide da rua Minas Gerais Sul é semelhante ao observado pela
contagem. Porém, conforme exposto por Bertoncini (2010), é pouco provável que o fluxo
estimado seja exatamente igual ao observado em razão de diversos fatores, relacionados às
simplificações e suposições adotadas que podem ou não condizer com a realidade.
No entanto, por se tratar de um modelo, subentende-se que os resultados terão algum
tipo de erro associado. Porém, o objetivo é reduzir as imprecisões ao máximo por meio do
conhecimento da região de estudo e em posse de uma quantidade significativa de informações
não redundantes, nesse caso, representadas pelas contagens de tráfego (BERTONCINI, 2010).
Ante o exposto, os valores de VMDA finais obtidos para cada par de origem e destino
constam nos quadros das Figuras 21 e 22, para veículos leves e para veículos pesados,
respectivamente.
Figura 21 – Matriz OD de veículos leves em VMDA

1090: Rua
1072: 1075: 1081: 1084: Rua 1093: Rua 1098:
1078: Minas
ORIGEM \ DESTINO Principal Marginais Ottokar Anita Minas Principal Total
Ottokar Sul Gerais
Superior Superior Norte Garibaldi Gerais Sul Inferior
Norte
1072: Principal Superior 0 844 665 1182 0 587 720 11822 15821
1075: Marginais Superior 0 149 817 2127 0 535 656 1315 5598
1078: Ottokar Sul 0 1890 0 3002 0 287 351 704 6234
1081: Ottokar Norte 0 6356 2694 0 0 1172 1437 2881 14540
1084: Rua Anita Garibaldi 1949 1591 769 1367 0 0 0 2992 8667
1090: Rua Minas Gerais Norte 0 0 0 0 0 0 9679 0 9679
1093: Rua Minas Gerais Sul 0 0 0 0 0 6453 0 0 6453
1098: Principal Inferior 16509 2362 1317 3195 3666 0 0 0 27049
Total 18459 13192 6262 10872 3666 9034 12843 19713 94040
Figura 22 – Matriz OD de veículos pesados em VMDA

1090: Rua
1072: 1075: 1081: 1084: Rua 1093: Rua 1098:
1078: Minas
Ottokar Sul Gerais
Norte
1078: Ottokar Sul 0 605 0 716 0 17 23 333 1694
1081: Ottokar Norte 0 283 207 0 0 15 21 305 831
Total 9540 1504 875 2047 330 524 738 10071 25629
O passo seguinte consistiu na obtenção do VHP, calculado como um percentual do

VMDA, conforme apresentado na seção 2.3.3.
52
Esse valor percentual é representado pelo fator K 50 , calculado pelo volume da 50ª hora
mais carregada do ano em razão do VMDA do mesmo período, obtidos através das contagens
permanentes da Praça de Pedágio do km 79.
Dessa forma, os 50 (cinquenta) maiores volumes observados ao longo do ano foram
ordenados e o quinquagésimo maior valor obtido dividido pelo VMDA do mesmo período:
4.026
K 50 = (41.682,32) ∗ 100 = 9,659%
Sendo assim, as matrizes apresentadas anteriormente foram multiplicadas pelo valor

percentual de 9,659%. Os resultados são apresentados nos quadros das Figuras 23 e 24, para
veículos leves e para veículos pesados, respectivamente.
Figura 23 – Matriz OD de veículos leves em VHP

1090: Rua
1072: 1075: 1081: 1084: Rua 1093: Rua 1098:
1078: Minas
Ottokar Sul Gerais
Norte
1078: Ottokar Sul 0 183 0 290 0 28 34 68 602
1081: Ottokar Norte 0 614 260 0 0 113 139 278 1404
Total 1783 1274 605 1050 354 873 1240 1904 9083
Figura 24 – Matriz OD de veículos pesados em VHP

1090: Rua
1072: 1075: 1081: 1084: Rua 1093: Rua 1098:
1078: Minas
Ottokar Sul Gerais
Norte
1078: Ottokar Sul 0 58 0 69 0 2 2 32 164
1081: Ottokar Norte 0 27 20 0 0 1 2 29 80
Total 922 145 89 198 32 51 71 1033 2541

53
4.3.2 Simulação da rede existente
Finalizada a etapa de carregamento da rede viária e inseridas as matrizes de origem e

destino no AIMSUN, procedeu-se com o cálculo do número de replicações necessárias para
validação do problema.
Conforme definido por Chwif e Medina (2006), as replicações são entendidas como
uma repetição da simulação do modelo sem que nenhuma configuração, nenhum dos
parâmetros de entrada ou a duração sejam modificados, mas com uma semente de geração dos
números aleatórios diferente dentro de cada replicação. Dessa forma, apesar dos dados serem
os mesmos, os resultados obtidos são diferentes.
Nesse contexto, alguns conceitos são importantes: tempo de warm up, simulação
terminal e não terminal, medidas de desempenho, confiança estatística e intervalo de confiança.
O tempo de warm up (aquecimento) está relacionado com a perturbação inicial do
sistema e seu impacto depende da classificação da simulação em terminal ou não terminal.
De acordo com Law (2015), para o caso de simulações terminais, o fim é natural e o
número de replicações seria o parâmetro crítico, capaz de afetar diretamente na precisão das
estatísticas. Nesses casos, fica estabelecido que a execução tem o tempo de início e término
bem definidos e por isso, a inicialização pode ser feita pelo analista a partir do momento em
que as primeiras entidades chegam ao sistema.
No caso de simulações não terminais, não há um estado inicial predefinido e o
encerramento da simulação também não apresenta um evento que o caracterize.
Para o presente trabalho, a simulação é classificada como terminal, pois,
independentemente do número de replicações, todas são encerradas dentro do período de uma
hora. Dessa forma, o tempo de aquecimento utilizado considerou, conforme mencionado
anteriormente, o momento em que as primeiras entidades chegam ao sistema, sendo, portanto,
a partir dos dez minutos.
Na sequência, é definida uma medida de desempenho orientada ao resultado esperado
dependendo do problema sendo analisado (CHWIF e MEDINA, 2006).
Para o presente trabalho, foram selecionados os dados de contagem por seção da via,
uma vez que o volume está diretamente relacionado ao cálculo de nível de serviço.
54
Com relação à confiança estatística, seu conceito é correlato ao intervalo de confiança

do problema, uma vez que exprime a probabilidade de que esse intervalo contenha o valor da
média. Usualmente, são adotados valores de 90%, 95% ou 99% (CHIWF e MEDINA, 2006).
A escolha do nível de confiança (1 – α) é feita pelo projetista e implica em um número
n* de replicações com base no cálculo do desvio padrão amostral s, relacionado com a variável
t-student, conforme equações apresentadas na sequência e utilização da tabela de distribuição t
de Student.
𝑠
ℎ𝑜 = 𝑡𝑛0 −1,∝/2 ∗
√𝑛0 (7)
ℎ0 ²
𝑛∗ = [𝑛0 ∗ ] (8)
ℎ∗²
Onde,
ho = largura do intervalo inicial;
𝑛0 = número inicial de replicações;
t = distribuição t de student;
s = desvio padrão amostral;
𝑛∗ = número de replicações necessárias;
ℎ∗ = largura do intervalo predefinido.
Dessa forma, com base em uma primeira simulação executada para um número piloto
de dez replicações, foram extraídas as contagens por seção da via e calculados os valores da
média e do desvio padrão. Os resultados são apresentados no Apêndice E. Foram consideradas
apenas as seções próximas às interseções que afetariam o cálculo dos níveis de serviço.
Ante o exposto, considerou-se o maior desvio padrão observado (s=37,829) para obter
uma precisão h* de dez veículos sob confiança estatística de 90%. O número de simulações
necessárias é de aproximadamente 48 (quarenta e oito).
37,829
ℎ𝑜 = 1,833 ∗ = 21,93
√10
21,93²
𝑛∗ = [10 ∗ ] = 48,09
10²
55
Dessa forma, executaram-se no programa cinquenta replicações de cenário, cada uma

para o intervalo de uma hora e um tempo de aquecimento de dez minutos. Terminada essa etapa,
calculou-se a média dos cenários replicados.
É importante destacar que durante a simulação, os resultados podem ser acompanhados
através do software em tempo real, permitindo que sejam feitas alterações com base no
observado e a simulação seja reiniciada.
A interface gráfica durante as simulações é apresentada na Figura 25.
Figura 25 – Interface gráfica do AIMSUN
Finalizadas as simulações, foram extraídos os dados de interesse do AIMSUN, através

da janela de objetos. De posse desses valores, procedeu-se para a etapa de cálculo dos níveis de
serviço por interseção com o auxílio do software HCS 2000.
4.3.2.1 Nível de serviço por interseção
Conforme mencionado anteriormente, a avaliação dos níveis de serviço nas interseções

deve ser realizada em conformidade com a metodologia do Highway Capacity Manual (TRB,
2000). Para tal, utilizou-se o software auxiliar HCS 2000, de domínio do McTrans, um centro
de distribuição de softwares voltados à engenharia de tráfego e aplicados ao planejamento de
transportes.
56
Cabe destacar que o HCS 2000 não funciona em apenas uma plataforma, sendo
necessária a escolha pela extensão que se aplica à situação sendo analisada. Como a primeira
avaliação se deu para a rede existente, utiliza-se a extensão de avaliação para interseções não
sinalizadas.
Na Figura 26 é apresentada a interface gráfica do programa e a janela onde são
inseridos os dados de volume extraídos do AIMSUN.
Figura 26 – Interface do HCS 2000
Fonte: Adaptado de HCS 2000 (2019).
Observa-se que os dados são inseridos em um campo único, sem a diferenciação por
veículos leves ou pesados. Essa divisão pode ser feita através de um campo de ajuste dentro do
programa, onde é indicado o percentual do volume total ocupado por veículos pesados.
Contudo, como no local em estudo esse dado não é constante e igual para todas as interseções,
optou-se pela introdução do volume em veículos equivalentes, também denominado como
unidades de carro de passeio (UCP), ou seja, o volume de veículos leves foi somado ao volume
de veículos pesados multiplicado pelo fator de ajuste, igual a 1,50, conforme instrução do HCM
(TRB, 2000).
57
Ao inserir os dados de fluxo no programa, também devem ser identificados os

movimentos permitidos: seguir em frente, conversão à direita ou conversão à esquerda,
combinados ou não.
Nesse momento, o HCS faz a leitura do número de faixas e identifica a existência ou
não de movimentos compartilhados, fatores importantes na análise do nível de serviço,
conforme exposto em TRB (2000).
Em um segundo momento, deve ser inserido o Fator de Hora Pico (FHP), parâmetro
indicativo do grau de uniformidade do fluxo ao longo de uma hora, conforme abordado na seção
2.3.2. Para o presente trabalho, a escolha do FHP baseou-se nas diretrizes do HCM para áreas
urbanas, aos quais são recomendados valores entre 0,80 e 0,98. De acordo com TRB (2000),
valores superiores a 0,95 expressam elevados volumes de tráfego, muitas vezes com a
capacidade restringida durante o fluxo da hora mais carregada. Como o local em análise condiz
com a definição apresentada, adotou-se o valor de 0,96.
Inseridos os dados supracitados, o software executa os cálculos de critical gap, sendo
o intervalo de tempo mínimo no fluxo de tráfego da via principal que permite a entrada na
interseção para um veículo da via secundária, e o valor de follow-up time, entendido como o
tempo entre a partida de um veículo da rua secundária e a partida do próximo sob uma condição
de fila contínua (TRB, 2000).
Em seguida o programa calcula a capacidade de cada faixa e procede à estimativa dos
tempos de atraso e por fim, apresenta o nível de serviço com base na Tabela 4, traduzida do
HCM.
Tabela 4 – Nível de serviço para interseções não sinalizadas

Nível de
Atraso médio (s/veic)
Serviço
A 0-10
B > 10-15
C > 15-25
D > 25-35
E > 35-50
F >50
Fonte: Adaptado de TRB, 2000.
As etapas são resumidas no fluxograma da Figura 27.

58
Figura 27 – Resumo das etapas para obtenção do nível de serviço
Considerando o segmento em estudo, procedeu-se com a análise para cada uma das
cinco interseções, sendo quatro na região da rua Ottokar Doerffel e uma na região da rua Minas
Gerais, conforme identificadas na Figura 28. Os resultados de nível de serviço obtidos são
apresentados na Tabela 5.
Figura 28 – a) Interseções 1 a 4 e b) Interseção 5

a) b)
Fonte: Adaptado de AIMSUM (2019).

59
Tabela 5 – Nível de serviço atual por interseção

Nível de Serviço
Interseção
Atual
1 F
2 F
3 F
4 F
5 F
Conforme apresentado na Tabela 5, os níveis de serviço se encontram em condição

inadequada para todas as interseções analisadas. A classificação em F, por definição, exprime
o momento em que ocorre o colapso do tráfego e em alguns casos podem ser registrados
engarrafamentos com velocidade e fluxo nulos (DNER, 1999).
O resultado obtido condiz com as observações reais e serve como base para que
alternativas de melhoria sejam avaliadas.
Dessa forma, comprovada a necessidade, implementam-se três novos cenários no
ambiente de simulação, analisados nos tópicos seguintes.
4.4 ESTUDO DE ALTERNATIVAS
4.4.1 ALTERNATIVA A
A primeira alternativa prevê modificações na geometria da via para ampliação de

capacidade das pistas. As alterações foram especificamente feitas na região da rua Ottokar
Doerffel, conforme apresentado na sequência. Na região da rua Minas Gerais, por se tratar de
uma condição de menor complexidade em razão do reduzido número de movimentos possíveis,
optou-se pela previsão apenas de implantação semafórica, solução menos onerosa, abordada
em tópico adiante.
Para melhor entendimento da rede viária implementada no AIMSUN, as modificações
serão individualmente apresentadas na sequência.
A primeira modificação, indicada na Figura 29, consiste na criação de faixas
exclusivas de acesso aos movimentos com origem na via marginal e destino à rua Ottokar
Doerffel e vice-versa, em ambos os sentidos da rua lateral.
60
Figura 29 – Alças de acesso exclusivo
A segunda alteração, conforme Figura 30, indica a construção de faixas de aceleração

e desaceleração com cerca de 80 (oitenta) metros para facilitar o acesso e a saída dos veículos
da rua Ottokar Doerffel e funcionam como um complemento à modificação de número 1,
aumentando o espaço para tomada de decisão dos motoristas.
Figura 30 – Faixas de aceleração e desaceleração
A alteração de número 3, indicada na Figura 31, prevê a ampliação de capacidade para

duas faixas do trecho inicial de acesso à rua Ottokar Doerffel, em ambos os sentidos,
possibilitando que os veículos transitando abaixo da passagem inferior possam seguir em frente
através das duas faixas já existentes.
61
Figura 31 – Ampliação de capacidade do trecho inicial de acesso à rua Ottokar Doerffel
A quarta e última proposta, conforme Figura 32, compreende a implantação de faixas

exclusivas de retorno em ambos os sentidos da via marginal.
Figura 32 – Criação de retornos exclusivos sentidos sul e norte
Por se tratar de uma alteração mais robusta, realizou-se a simulação do tráfego de

veículos caso essa mudança não fosse implementada. Contudo, as três primeiras modificações
não foram suficientes para evitar o colapso do fluxo, sendo que o congestionamento é suficiente
inclusive para impactar nos acessos de saída da rodovia, conforme se observa na Figura 33. Por
esse motivo, manteve-se a alteração de número 4.
62
Figura 33 – Colapso do fluxo na marginal sul
Fonte: Adaptado de AIMSUM (2019).
Implantadas as alterações no AIMSUN, seguiram-se as etapas já exemplificadas na

seção 4.3.2 e resumidas na Figura 27. Os resultados de nível de serviço são apresentados na
Tabela 6.
Tabela 6 – Níveis de serviço por interseção após alteração de geometria

Nível de Serviço
Interseção
Atual
1 F
2 F
3 F
4 F
Os resultados apresentados na Tabela 6 demonstram que somente as alterações de

geometria propostas não são suficientemente efetivas para melhoria do nível de serviço das
interseções.
Considerando o exposto, desenvolveu-se uma segunda alternativa, apresentada na
sequência.
63
4.4.2 ALTERNATIVA B
A segunda alternativa busca avaliar o impacto nas condições do tráfego e,

principalmente, nos níveis de serviço, quando, em conjunto com as propostas de alteração na
geometria, são utilizados semáforos para controle das interseções.
Conforme abordado na seção 2.3.11, realiza-se a programação de modo experimental
com o auxílio do software AIMSUN, através da análise do funcionamento durante a simulação
e, posteriormente, comprovada sua exequibilidade por intermédio do cálculo do nível de
serviço.
Os diagramas de estágios são apresentados nas Figuras 34 e 35 para as regiões da rua
Ottokar Doerffel e da rua Minas Gerais, respectivamente. Cada uma das regiões funciona de
maneira isolada, uma vez que a distância entre as interseções, cerca de 1.200 metros, não
justifica a necessidade de controle em rede.
Figura 34 – Diagrama de estágios na região da rua Ottokar Doerffel

64
Figura 35 – Diagrama de estágios na região da rua Minas Gerais
Na Figura 36 é apresentado o diagrama de barras das interseções 1 a 4, localizadas nas

aproximações da rua Ottokar Doerffel com as vias marginais da Rodovia BR-101/SC,
representativo da duração e da sequência de cada intervalo luminoso conforme implementado
no AIMSUN.
Figura 36 – Diagrama de barras interseções da rua Ottokar Doerffel com as vias marginais
Tempo decorrido
0 13 17 19 23 39 43 63 67
(em segundos)
E1 13 4 50
E2 19 4 20 24
E3 13 4 50
E4 39 4 24
E5 17 46 4
E6 17 46 4
E7 23 16 4 24
E8 43 20 4
Estágio 1 Estágio 2 Estágio 3 Estágio 4
Os movimentos constantes no diagrama de barras são mais uma vez apresentados na

Figura 37, alocados no local de implantação dos semáforos para melhor entendimento.
65
Figura 37 – Localização e identificação dos movimentos nas interseções 1 a 4
No primeiro estágio, os movimentos das vias marginais (E1 e E3) são liberados de
forma conjunta, porém, interceptados no semáforo abaixo da passagem inferior (E5 e E6). No
segundo momento, os semáforos das vias marginais são interrompidos, e esse fluxo é liberado.
No terceiro estágio, os usuários com origem na rua Ottokar Doerffel sentido sul (E7)
recebem o direito de passagem, após interrupção do movimento de veículos na via marginal do
mesmo sentido (E2).
No quarto e último estágio, a última aproximação restante recebe o direito de
passagem, permitindo que os veículos com origem na rua Ottokar Doerffel sentido norte (E8)
acessem o sistema após bloqueio do movimento de veículos na via marginal do mesmo sentido
(E4).
O diagrama de barras do conjunto semafórico seguinte, localizado nas aproximações
da rua Minas Gerais com a via marginal no sentido sul é apresentado na Figura 38.
66
Figura 38 – Diagrama de barras interseção da rua Minas Gerais com as vias marginais
Tempo decorrido
0 26 30 41 45
(em segundos)
G1 26 4 15
G2 30 11 4
Estágio 1 Estágio 2
Figura 39 – Localização e identificação dos movimentos na interseção 5
No primeiro estágio é permitida a troca do viário municipal (G1 e G2),

consideravelmente superior ao movimento proveniente da via marginal sul (G3). No segundo
estágio, o viário municipal é interrompido e os veículos na marginal adentram o bairro em
ambos os sentidos.
Implementados os controladores fixos no cenário de simulação, seguiram-se as etapas
já exemplificadas na seção 4.3.2 e resumidas na Figura 27.
Os resultados de nível de serviço constam nas Tabelas 7 e 8 para as interseções da rua
Ottokar Doerffel e para a interseção da rua Minas Gerais, respectivamente. Em ambos os casos
são apresentados os níveis de serviço por aproximação e o resultado para a interseção.
As aproximações identificadas como principal se referem às vias com origem na via
marginal (E1, E2, E3, E4 e G3) e aquelas nomeadas como secundária, à outra aproximação
sendo analisada, seja essa abaixo da passagem inferior (E5 e E6) ou oriunda dos bairros (E7,
E8, G1 e G2).
67
Tabela 7 – Níveis de serviço das interseções 1 a 4

Nível de
Aproximação Aproximação
Interseção Serviço
principal secundária
Final
1 C A B
2 A D C
3 D A C
4 A D B
Tabela 8 – Níveis de serviço da interseção 5

Nível de
Aproximação Aproximação Aproximação
Interseção Serviço
principal (G3) secundária (G1) secundária (G2)
Final
5 C C A B
Conforme se observa nos quadros anteriores, após implementação dos controladores

semafóricos, todas as cinco interseções apresentam níveis de serviço adequados, uma vez que
não ultrapassam o limite de classificação (nível D).
É importante destacar que as aproximações com nível D podem registrar períodos de
instabilidade, com breve retenção de fluxo. Contudo, os resultados finais quando consideradas
ambas as aproximações, indicam uma melhora significativa das condições de tráfego na região.
Além das definições de nível de serviço terem sido aceitáveis, a simulação executada
no AIMSUN apresentou bastante fluidez durante todo o período analisado, registrando, como
esperado, breve demanda reprimida acumulada, mas que, em sua maioria, é dissipada no tempo
de uma abertura de passagem (sinal verde).
Para avaliar o impacto no tronco principal da rodovia por intermédio dos acessos de
entrada e saída, estimou-se os comprimentos de fila nas aproximações E1, E3 e G3.
4.4.2.1 Cálculo do comprimento de fila
Para a estimativa do comprimento de fila, utilizaram-se os dados de atraso médio por

veículo calculados por aproximação fornecidos pelo HCS 2000 durante o processo de definição
do nível de serviço.
No Apêndice E são apresentados os relatórios gerados pelo programa por interseção e
cenário sendo analisado. Para o presente cálculo, serão utilizados apenas os dados provenientes
da simulação após implantação de controladores semafóricos e considerando somente as
68
interseções E1, E3 e G3, situadas nas vias marginais e que têm seu fluxo interrompido durante
parte do tempo de ciclo.
Em síntese, para a estimativa do comprimento de fila, são necessários:
 Tempo de atraso médio por veículo: fornecido pelo HCS 2000;
 Volume horário de projeto passante pela aproximação em análise: obtido
através dos dados extraídos do AIMSUN;
 Comprimento médio de veículos leves: adotado 5,80 m para veículos de projeto
tipo leves (DNIT, 2005);
 Comprimento médio de veículos pesados: adotado 12,20 m para veículos de
projeto tipo caminhões e ônibus longos (DNIT, 2005);
 Espaço entre veículos parados: adotou-se o valor de 1,0 m, por ser o parâmetro
empiricamente admitido por empresas da área de transportes.
A primeira etapa do cálculo consistiu na determinação do número de veículos em fila
devido ao tempo médio de atraso da aproximação, conforme equação:
𝑇𝑚 ∗VHP
𝑁𝑣 = (9)
3600
Onde,
𝑁𝑣 = Número de veículos em fila;
𝑇𝑚 = Tempo médio de atraso por veículo (s);
VHP = Volume horário de projeto (ucp/h).
Na segunda etapa, calculou-se um comprimento médio para o veículo equivalente a

ser considerado, ponderando o valor em razão da composição do fluxo na aproximação sendo
analisada, através da equação:
𝑉𝐻𝑃𝑙𝑒𝑣𝑒𝑠 ∗𝐿𝑉𝐿 +𝑉𝐻𝑃𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑜𝑠 ∗𝐿𝑉𝑃
𝐿𝑚 = (10)
𝑉𝐻𝑃𝑙𝑒𝑣𝑒𝑠 + 𝑉𝐻𝑃𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑜𝑠
Onde,
𝐿𝑚 = Comprimento médio do veículo equivalente (m);
𝑉𝐻𝑃𝑙𝑒𝑣𝑒𝑠 = Volume horário de projeto veículos leves (ucp/h);
𝑉𝐻𝑃𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑜𝑠 = Volume horário de projeto veículos pesados (ucp/h);
𝐿𝑉𝐿 = Comprimento médio veículo leve (m);
𝐿𝑉𝑃 = Comprimento médio veículo pesado (m).
69
Ao comprimento médio do veículo equivalente obtido é somada a distância entre os

veículos parados. Esse valor então é multiplicado pelo número de veículos na fila obtido pela
Equação 9.
Os dados de fila média foram também extraídos do software AIMSUM, em número
de veículos equivalentes. Destaca-se que os resultados são divergentes, embora próximos, uma
vez que o software também considera parâmetros relacionados ao comportamento do usuário,
conforme exposto na seção 2.4.2.
Os comprimentos médios de fila são apresentados na Tabela 9.
Tabela 9 – Comprimentos de fila por aproximação

Tempo VHP VHP Comprimento
Nv (un) - Nv (un) - Lm Médio de Fila Comprimento
Localização de Atraso Leves Pesados (m) -
Médio de Fila
EMPÍRICO AIMSUN (m) (m) - AIMSUN
Médio (s) (veic/h) (veic/h) EMPÍRICO
Marginal Sul x
53,40 578,00 160,00 12 9 7,19 86,25 64,69
Ottokar Doerffel
Marginal Norte
x Ottokar 32,90 611,00 47,00 8 5 6,26 50,06 31,29
Doerffel
Marginal Sul x
21,90 245,00 16,00 3 3 6,19 18,58 18,58
Minas Gerais
Marginal Sul x
31,70 273,00 31,00 4 3 6,45 25,81 19,36
Minas Gerais
Como os valores calculados empiricamente são superiores aos obtidos pelo AIMSUM,
optou-se pela análise comparativa entre os referidos valores e as distâncias entre a aproximação
e o acesso de entrada ou saída da rodovia mais próximo, conforme Tabela 10.
70
Tabela 10 – Resumo dos comprimentos de fila e distâncias ao acesso mais próximo

Distância ao Comprimento
Aproximação acesso mais médio de Fila
próximo (m) (m)
E1 (segue em
200,00 86,25
frente)
E3 (segue em
400,00 50,06
frente)
G3 (conversão
550,00 18,58
à esquerda)
G3 (conversão
550,00 25,81
à direita)
Conhecidas as referidas distâncias, é possível afirmar que não haverá impacto no

tronco principal da rodovia por eventuais demandas reprimidas pelo semáforo nas vias
marginais.
4.4.2.2 Análise da demanda futura
Comprovada a efetividade da sinalização semafórica para o ano de projeto (2020),

buscou-se verificar o ano limite para o qual as interseções apresentariam níveis de serviço
inadequados novamente, considerando a continuidade da operação dos semáforos, sem novas
alterações de geometria.
O método utilizado consistiu na projeção dos volumes de tráfego ano a ano, até que
atingissem a data de término do contrato de concessão do trecho sendo analisado, em 2032. As
taxas de crescimento aplicadas são provenientes do estudo de avaliação das tendências de
evolução das demandas de tráfego na Rodovia realizado pela Arteris Litoral Sul (2019), que
estimou o crescimento anual de 1,50% para veículos leves e 2,00% para veículos pesados. Os
volumes resultantes por ano são apresentados no Apêndice F.
Para cada nova projeção, atualizaram-se os dados de demanda por interseção no
software HCS 2000 para verificação dos níveis de serviço. Foram considerados os resultados
por aproximação, ou seja, mesmo que o resultado geral da interseção fosse inferior a classe D,
se alguma das aproximações apresentasse nível de serviço E ou F, o funcionamento estaria
comprometido e, portanto, seriam necessárias novas alterações.
71
Dessa forma, definiram-se os anos, por interseção, em que pelo menos uma das
aproximações atingiu o nível E, representativo de um fluxo altamente instável e de velocidades
bastante reduzidas. O intuito era propor novas medidas que fossem implantadas até o final desse
prazo, evitando o colapso total do fluxo quando atingido o nível F.
Nas Tabelas 11 e 12 são apresentados, por interseção, o nível de serviço e o ano em
que, no mínimo, uma das interseções atingiu o nível E. Para o caso das interseções 1 e 5, no
cruzamento da marginal norte com a rua Ottokar Doerffel e no cruzamento da marginal sul com
a rua Minas Gerais, respectivamente, mesmo ao final do contrato de concessão, em 2032, o
limite de nível de serviço D não foi ultrapassado.
Tabela 11 – Ano limite de operação semafórica sem novas alterações das interseções 1 a 4
Nível de
Interseção Ano Serviço
Final
1 2032 D A C
2 2025 A E C
3 2024 E A D
4 2025 A E C
Tabela 12 – Ano limite de operação semafórica sem novas alterações da interseção 5

Aproximação Aproximação Nível de
Aproximação
Ano secundária secundária Serviço
principal (G3)
(G1) (G2) Final
2032 D B D D
Diante dos resultados, estudou-se uma terceira alternativa para atendimento dos
parâmetros de nível de serviço em todas as interseções a partir do ano de 2024 e até, no mínimo,
o ano de 2032.
4.4.3 ALTERNATIVA C
O último cenário analisado considera a construção de viadutos para transposição das

vias marginais em ambos os sentidos na região da rua Ottokar Doerffel, sendo prioritária a
execução ao lado sul da rodovia, onde está localizada a primeira interseção a registrar declínio
nos níveis de serviço, já no ano de 2024.
72
Na região da rua Minas Gerais não foram analisadas novas alterações, uma vez que a
implantação de semáforos se mostrou operante em níveis aceitáveis até o término do período,
em 2032.
Procedeu-se com o carregamento da nova geometria no software de simulação. O
resultado da alteração é ilustrado na Figura 40. Os viadutos estão indicados na cor azul.
Figura 40 – Construção de viadutos para transposição das vias marginais
Na sequência, foram seguidas as etapas de simulação, extração dos volumes e inserção

dos dados no HCS 2000 para cálculo do nível de serviço, conforme exemplificado na seção
4.3.2 e resumido na Figura 27.
Destaca-se que, conforme apresentado na seção 4.3.2, foram realizadas 50 (cinquenta)
replicações. No AIMSUN, cada uma dessas replicações é identificada por um número de ID e
atrelado a uma semente de geração que carrega as propriedades dos veículos e uma segunda
semente relacionada com o padrão de rota escolhida por cada veículo. Para que a maneira de
alimentação da simulação nos dois casos (com e sem transposição) fosse similar, buscaram-se
as informações das sementes utilizadas nas replicações da alternativa B, e uma a uma, foram
inseridas nas replicações da alternativa C pela janela do software.
Contudo, mesmo com as transposições, ao longo da simulação, a retenção de veículos
na rua Ottokar Doerffel sentidos sul e norte é bastante expressiva, uma vez que o fluxo de
veículos nessas ruas seguiu crescendo, sem nenhuma alteração prevista para o viário municipal.
No entanto, como o fluxo de veículos nas vias marginais reduziu de maneira significativa com
a construção dos viadutos, era prudente considerar que os tempos dos semáforos implementados
no ano de 2020 não atenderiam o cenário de 2032.
73
Assim sendo, os semáforos foram reprogramados e mais uma vez avaliados os níveis
de serviço. O diagrama de estágios permaneceu inalterado, tendo sido proposto somente um
novo diagrama de barras, conforme Figura 41.
Figura 41 – Diagrama de barras para o ano de 2032

Tempo decorrido
0 13 17 19 23 39 43 63 67
(em segundos)
E1 13 4 50
E2 19 4 20 24
E3 13 4 50
E4 39 4 24
E5 17 46 4
E6 17 46 4
E7 23 16 4 24
E8 43 20 4
Estágio 1 Estágio 2 Estágio 3 Estágio 4
Para essa configuração, os tempos de verde dos semáforos da rua Ottokar Doerffel,
movimentos E7 e E8, são superiores aos tempos dos movimentos com origem nas vias
marginais, E1 e E3.
Os resultados de nível de serviço são apresentados nas Tabela 13 e 14, considerando
os volumes projetados para o ano de 2032.
Tabela 13 – Níveis de serviço das interseções 1 a 4 em 2032

Nível de
Interseção Ano Serviço
Final
1 2032 C A B
2 2032 A D C
3 2032 D A B
4 2032 A D C
74
Tabela 14 – Níveis de serviço da interseção 5 em 2032

Aproximação Aproximação Nível de
Aproximação
Ano secundária secundária Serviço
principal (G3)
(G1) (G2) Final
2032 D B D D
Dessa forma, conclui-se que a construção dos viadutos para transposição das vias
marginais em conjunto com a reprogramação dos semáforos é suficiente para atender os
parâmetros de nível de serviço até 2032, data do término do contrato de concessão do trecho
analisado.
75
5 ANÁLISE DE RESULTADOS
Consolidadas as alternativas para melhoria das condições de tráfego das interseções

analisadas, é evidenciada a complexidade do problema devido ao expressivo volume de
veículos que trafegam pela região. Esse mesmo motivo é a razão pela qual a premissa inicial de
buscar alternativas de baixa complexidade não é possível para as aproximações da rua Ottokar
Doerffel, que demandam alterações importantes na geometria para que em conjunto com os
semáforos, seja possível atingir um nível de serviço igual ou inferior a D. O mesmo não é válido
para as proximidades da rua Minas Gerais, em que a implementação de controle semafórico é
suficiente para atendimento do nível de serviço por todo o horizonte avaliado.
Dessa forma, convém destacar o importante papel dos controladores a curto e longo
prazo para o funcionamento das interseções, uma vez que somente alterações na geometria não
foram suficientes para que os parâmetros de nível de serviço fossem atingidos. Embora os
semáforos sejam muitas vezes recebidos com certo desconforto pelos usuários da via, as
análises realizadas nesse trabalho ilustram que esses dispositivos, se bem dimensionados, são
eficientes na ordenação dos movimentos mesmo em locais de fluxo elevado e sobretudo,
contribuem para o aumento da segurança viária no local.
Contudo, salienta-se que o tráfego funciona de maneira dinâmica, ou seja, se altera de
maneira contínua e pode ser afetado por eventos não previstos durante a realização desse estudo,
como por exemplo, a instalação de um novo empreendimento nas cercanias das interseções
analisadas, o que pode acarretar na geração e atração de um número significativo de viagens e
impactar diretamente no volume de veículos circulando pela via. Dessa forma, é importante que
as alterações sejam continuamente avaliadas quanto à efetividade ao longo do tempo.
Ante o exposto, entende-se que o objetivo desse trabalho foi atingido com a definição
primária da alternativa B, apresentada na seção 4.4.2, em que as alterações de geometria em
conjunto com a implementação de semáforos na região da rua Ottokar Doerffel atendem os
parâmetros de nível de serviço até, no mínimo, 2024, ano em que a primeira interseção
apresenta potencial de retenção de tráfego inadequado. Para o caso das aproximações da rua
Minas Gerais, somente os semáforos surtem o efeito desejado sobre os níveis de serviço até o
ano de 2032.
76
Posteriormente, com a definição da alternativa C, apresentada no item 4.4.3, em que

se propõe a construção de viadutos para transposição das vias marginais e redimensionamento
dos tempos dos semáforos, a necessidade do tráfego é atendida até no mínimo 2032, horizonte
avaliado nesse trabalho.
5.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Para análises futuras relacionadas ao tema desse trabalho, sugere-se que os dados de
contagem sejam refeitos com a possibilidade de serem contabilizados todos em uma mesma
data e para o maior período de tempo possível. Entende-se que esse tipo de tratamento melhora
a assertividade do dimensionamento da matriz de origem e destino para implementação no
software de simulação.
Ainda, recomenda-se a avaliação do segmento agregando uma extensão maior do
viário do município, uma vez que podem ser estudadas rotas alternativas capazes de desafogar
o tráfego de veículos na interface entre as ruas municipais e o fluxo rodoviário.
Por fim, entende-se que duas importantes etapas seriam a verificação das obras
necessárias para atendimento das propostas feitas nesse trabalho com base na geometria hoje
existente no local, avaliando principalmente a possibilidade de utilizar a estrutura atual, assim
como a análise socioeconômica das alternativas, correlacionando o ganho para a sociedade com
os custos diretos das obras.
77
REFERÊNCIAS
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006/2013. Concessão da Exploração da Rodovia: BR-040/DF/GO/MG: Trecho Brasília/DF
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Extraordinária. Brasília, 2018. Disponível em:
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81
APÊNDICE A – PLANILHAS DE CONTAGEM
Figura 42 – Contagens Ottokar Sul

Veículo Veículo
Veículos Veículos
Movimento Horário s Movimento Horário s
Leves Leves
Pesados Pesados
2 06:00 - 07:00 32 2 2 13:00 - 14:00 128 34
3 06:00 - 07:00 54 9 3 13:00 - 14:00 32 11
4 06:00 - 07:00 117 26 4 13:00 - 14:00 139 53
5 06:00 - 07:00 13 5 5 13:00 - 14:00 21 35
6 06:00 - 07:00 23 6 6 13:00 - 14:00 48 25
7 06:00 - 07:00 81 30 7 13:00 - 14:00 103 42
8 06:00 - 07:00 49 10 8 13:00 - 14:00 73 39
Totais 369 88 Totais 544 239
2 07:00 - 08:00 70 32 2 16:00 - 17:00 76 25
3 07:00 - 08:00 139 56 3 16:00 - 17:00 88 39
4 07:00 - 08:00 204 74 4 16:00 - 17:00 123 42
5 07:00 - 08:00 50 27 5 16:00 - 17:00 31 13
6 07:00 - 08:00 42 26 6 16:00 - 17:00 42 19
7 07:00 - 08:00 109 68 7 16:00 - 17:00 91 33
8 07:00 - 08:00 74 32 8 16:00 - 17:00 58 29
2 08:00 - 09:00 101 52 2 17:00 - 18:00 102 55
3 08:00 - 09:00 147 63 3 17:00 - 18:00 138 73
4 08:00 - 09:00 120 87 4 17:00 - 18:00 126 75
5 08:00 - 09:00 70 31 5 17:00 - 18:00 51 34
6 08:00 - 09:00 64 31 6 17:00 - 18:00 72 26
7 08:00 - 09:00 169 24 7 17:00 - 18:00 128 52
8 08:00 - 09:00 98 46 8 17:00 - 18:00 83 41
2 12:00 - 13:00 110 24 2 18:00 - 19:00 126 52
3 12:00 - 13:00 23 8 3 18:00 - 19:00 161 75
4 12:00 - 13:00 127 41 4 18:00 - 19:00 198 81
5 12:00 - 13:00 15 26 5 18:00 - 19:00 59 33
6 12:00 - 13:00 37 14 6 18:00 - 19:00 91 35
7 12:00 - 13:00 89 28 7 18:00 - 19:00 167 73
8 12:00 - 13:00 53 25 8 18:00 - 19:00 102 61

82
Figura 43 – Contagens Ottokar Norte

Veículo Veículo
Veículos Moviment Veículos
Movimento Horário s Horário s
Leves o Leves
Pesados Pesados
9 06:00 - 07:00 48 3 9 13:00 - 14:00 176 13
10 06:00 - 07:00 166 30 10 13:00 - 14:00 68 6
11 06:00 - 07:00 17 3 11 13:00 - 14:00 37 4
12 06:00 - 07:00 28 4 12 13:00 - 14:00 41 12
13 06:00 - 07:00 123 15 13 13:00 - 14:00 171 15
14 06:00 - 07:00 47 12 14 13:00 - 14:00 70 6
15 06:00 - 07:00 140 21 15 13:00 - 14:00 127 7
9 07:00 - 08:00 190 29 9 16:00 - 17:00 151 25
10 07:00 - 08:00 205 12 10 16:00 - 17:00 107 6
11 07:00 - 08:00 46 6 11 16:00 - 17:00 44 8
12 07:00 - 08:00 23 8 12 16:00 - 17:00 31 11
13 07:00 - 08:00 151 34 13 16:00 - 17:00 308 20
14 07:00 - 08:00 59 20 14 16:00 - 17:00 156 10
15 07:00 - 08:00 121 33 15 16:00 - 17:00 321 23
9 08:00 - 09:00 226 40 9 17:00 - 18:00 155 37
10 08:00 - 09:00 251 21 10 17:00 - 18:00 125 10
11 08:00 - 09:00 58 8 11 17:00 - 18:00 57 14
12 08:00 - 09:00 27 12 12 17:00 - 18:00 44 18
13 08:00 - 09:00 145 27 13 17:00 - 18:00 461 20
14 08:00 - 09:00 68 23 14 17:00 - 18:00 185 11
15 08:00 - 09:00 133 36 15 17:00 - 18:00 371 18
9 12:00 - 13:00 236 16 9 18:00 - 19:00 152 31
10 12:00 - 13:00 60 4 10 18:00 - 19:00 118 8
11 12:00 - 13:00 33 10 11 18:00 - 19:00 47 12
12 12:00 - 13:00 60 12 12 18:00 - 19:00 30 17
13 12:00 - 13:00 220 12 13 18:00 - 19:00 417 5
14 12:00 - 13:00 56 11 14 18:00 - 19:00 205 15
15 12:00 - 13:00 227 17 15 18:00 - 19:00 284 23

83
Figura 44 – Contagens agulhas de incorporação e desincorporação

Veículos Veículos Veículos Veículos
Movimento Horário Movimento Horário
Leves Pesados Leves Pesados
20 06:00 - 07:00 45 15 9 13:00 - 14:00 92 29
21 06:00 - 07:00 132 32 10 13:00 - 14:00 421 46
22 06:00 - 07:00 220 13 11 13:00 - 14:00 296 12
23 06:00 - 07:00 111 23 12 13:00 - 14:00 144 26
20 07:00 - 08:00 116 28 9 16:00 - 17:00 98 23
21 07:00 - 08:00 389 45 10 16:00 - 17:00 313 41
22 07:00 - 08:00 289 30 11 16:00 - 17:00 284 38
23 07:00 - 08:00 128 36 12 16:00 - 17:00 88 22
20 08:00 - 09:00 106 39 9 17:00 - 18:00 223 26
21 08:00 - 09:00 240 32 10 17:00 - 18:00 369 43
22 08:00 - 09:00 388 56 11 17:00 - 18:00 339 41
23 08:00 - 09:00 132 38 12 17:00 - 18:00 212 27
20 12:00 - 13:00 96 23 9 18:00 - 19:00 206 34
21 12:00 - 13:00 378 37 10 18:00 - 19:00 427 49
22 12:00 - 13:00 226 33 11 18:00 - 19:00 470 24
23 12:00 - 13:00 102 26 12 18:00 - 19:00 182 32

84
APÊNDICE B – FATORES DE EXPANSÃO E CORREÇÃO
Figura 45 – Fatores de expansão diária para as contagens de 2016

Volume de 1 dia Volume no período de contagem Fator de Expansão Diário
Localização Ano Sentido
Veículos Leves Veículos Pesados Veículos Leves Veículos Pesados Veículos Leves Veículos Pesados
P3 2016 Unidirecional 8.784 1.201 4.975 601 1,766 1,998
P3 2016 Unidirecional 8.784 1.201 5.148 657 1,706 1,828
P3 2016 Unidirecional 8.784 1.201 4.208 567 2,087 2,118
P3 2016 Unidirecional 8.921 1.186 5.029 596 1,774 1,990
P3 2016 Unidirecional 8.921 1.186 5.168 621 1,726 1,910
P3 2016 Unidirecional 8.921 1.186 4.176 536 2,136 2,213
P3 2016 Unidirecional 9.644 1.125 4.602 464 2,096 2,425
P3 2016 Unidirecional 9.644 1.125 4.744 511 2,033 2,202
P3 2016 Unidirecional 9.644 1.125 3.658 408 2,636 2,757

P3 2016 Unidirecional 56.830 10.385 18.854 3.010 3,014 3,450
P3 2016 Unidirecional 45.977 10.737 16.482 3.279 2,790 3,274
P3 2016 Unidirecional 43.290 10.152 15.423 3.204 2,807 3,169
85

P3 2016 Unidirecional 19.982 38.645 10.490 18.362 1,905 2,105
P3 2016 Unidirecional 20.068 13.798 9.981 5.779 2,011 2,388
P3 2016 Unidirecional 24.631 6.329 10.835 2.598 2,273 2,436
Figura 48 – Fatores de expansão semanal

Data de Horário Volume de 3 dias Volume de 7 dias Fator de Expansão Semanal
Localização Sentido Data Final Horário Final
Início Inicial Veículos Leves Veículos Pesados Veículos Leves Veículos Pesados Veículos Leves Veículos Pesados
P3 Norte 06/12/2016 08/12/2016 00:00 00:00 32.999 20.253 92.223 39.217 2,79 1,94
P3 Sul 06/12/2016 08/12/2016 00:00 00:00 36.465 20.675 99.417 40.034 2,73 1,94
P3 Norte 06/12/2016 06/12/2016 00:00 00:00 10.715 6.635 92.223 39.217 8,61 5,91
P3 Sul 06/12/2016 06/12/2016 00:00 00:00 11.688 6.479 99.417 40.034 8,51 6,18
P3 Norte 03/01/2017 05/01/2017 00:00 00:00 80.836 16.972 178.737 33.006 2,21 1,94
P3 Sul 03/01/2017 05/01/2017 00:00 00:00 65.261 14.302 151.902 30.374 2,33 2,12
P3 Norte 04/01/2017 04/01/2017 00:00 00:00 25.135 5.758 178.737 33.006 7,11 5,73
P3 Sul 04/01/2017 04/01/2017 00:00 00:00 20.842 4.979 151.902 30.374 7,29 6,10
P3 Norte 28/05/2019 28/05/2019 00:00 00:00 10.063 7.070 78.791 40.558 7,83 5,74
P3 Sul 28/05/2019 28/05/2019 00:00 00:00 10.005 6.728 77.553 40.633 7,75 6,04
P3 Norte 03/09/2019 11/09/2018 00:00 00:00 10.647 7.023 93.659 40.951 8,80 5,83
P3 Sul 03/09/2019 11/09/2018 00:00 00:00 11.012 6.625 86.967 41.155 7,90 6,21
Figura 49 – Fatores de expansão mensal

Horário Horário Volume Semanal Volume Mensal Fator de Expansão Mensal
Localização Sentido Mês
Inicial Final Veículos Leves Veículos Pesados Veículos Leves Veículos Pesados Veículos Leves Veículos Pesados
P3 Norte Dezembro 00:00 00:00 92.223 39.217 468.567 151.614 5,08 3,87
P3 Sul Dezembro 00:00 00:00 99.417 40.034 607.501 162.991 6,11 4,07
P3 Norte Janeiro 00:00 00:00 79.132 36.156 369.272 160.356 4,67 4,44
P3 Sul Janeiro 00:00 00:00 82.573 37.596 365.303 163.981 4,42 4,36
P3 Norte Maio 00:00 00:00 78.791 40.558 400.419 178.392 5,08 4,40
P3 Sul Maio 00:00 00:00 77.553 40.633 400.597 180.410 5,17 4,44
P3 Norte Setembro 00:00 00:00 93.659 40.951 427.785 165.465 4,57 4,04
P3 Sul Setembro 00:00 00:00 86.967 41.155 431.111 168.804 4,96 4,10
86
Figura 50 – Fatores de correção sazonal

Horário Horário Volume Mensal Volume Anual Fator de Correção Sazonal Mensal
Localização Sentido Ano Mês
Inicial Final Veículos Leves Veículos Pesados Veículos Leves Veículos Pesados Veículos Leves Veículos Pesados
P3 Norte 2016-2 e 2017-1 Dezembro 00:00 00:00 468.567 151.614 5.101.315 1.833.363 0,92 1,02
P3 Sul 2016-2 e 2017-1 Dezembro 00:00 00:00 607.501 162.991 5.217.182 1.882.099 0,73 0,98
P3 Norte 2016-2 e 2017-1 Janeiro 00:00 00:00 369.272 160.356 5.101.315 1.833.363 1,17 0,97
P3 Sul 2016-2 e 2017-1 Janeiro 00:00 00:00 365.303 163.981 5.217.182 1.882.099 1,21 0,97
P3 Norte 2018-2 e 2019-1 Maio 00:00 00:00 400.419 178.392 5.555.309 2.033.893 1,18 0,97
P3 Sul 2018-2 e 2019-1 Maio 00:00 00:00 400.597 180.410 5.556.627 2.068.217 1,17 0,97
P3 Norte 2018-2 e 2019-1 Setembro 00:00 00:00 427.785 165.465 5.555.309 2.033.893 1,10 1,04
P3 Sul 2018-2 e 2019-1 Setembro 00:00 00:00 431.111 168.804 5.556.627 2.068.217 1,09 1,04

87
APÊNDICE C – PLANILHA FINAL DE VOLUMES OBTIDOS
Figura 51 – Planilha final de volumes diários médios anuais calculados

Fator de Fator de VDMA VDMA NO DE
Fator de Fator de VDMA 2016/2 e Fator de Projeção Fator para Ano de
Contagem Volume Diário Expansão Volume Semanal Volume Mensal Correção Sazonal - CARREGADO PROJETO
Horário Horário Horário Horário Horário Horário Expansão Diário Expansão Mensal 2017/1 (2019/1) Projeto (2020)
Seção km Sentido Fluxo Data Semanal Mensal DE 2016 PARA (2020)
Inicial Final Inicial Final Inicial Final Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos Veículos
Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados Leves Pesados
Agulha Desinc. 41,00 Sul 1 06/12/2016 12:00 00:00 00:00 12:00 - - 1293 227 1,00 1,00 1293 227
Agulha Desinc. 41,00 Sul 1 07/12/2016 12:00 00:00 00:00 12:00 - - 1332 220 1,00 1,00 1332 220 2,73 1,94 11265 1321 6,11 4,07 68838 5377 0,73 0,98 1615 170 1,09 1,11 1759 188 1,05 1,02 1847 192
Agulha Desinc. 41,00 Sul 1 08/12/2016 12:00 00:00 00:00 12:00 - - 1507 235 1,00 1,00 1507 235
Marginal Sul 41,20 Sul 2 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 745 276 2,01 2,39 1498 659 7,75 6,04 11611 3980 5,17 4,44 59976 17670 1,17 0,97 2273 553 1,00 1,00 2273 553 1,05 1,02 2387 565
Marginal Sul 41,20 Sul 3 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 782 334 2,01 2,39 1572 797 7,75 6,04 12188 4816 5,17 4,44 62955 21384 1,17 0,97 2386 670 1,00 1,00 2386 670 1,05 1,02 2505 683
Marginal Sul 41,20 Sul 4 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 1154 479 2,01 2,39 2320 1144 7,75 6,04 17985 6907 5,17 4,44 92902 30667 1,17 0,97 3521 961 1,00 1,00 3521 961 1,05 1,02 3697 980
Marginal Sul 41,20 Sul 5 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 310 204 2,01 2,39 623 487 7,75 6,04 4831 2942 5,17 4,44 24956 13061 1,17 0,97 946 409 1,00 1,00 946 409 1,05 1,02 993 417
Ottokar Sul 41,20 Sul 6 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 419 182 2,01 2,39 842 435 7,75 6,04 6530 2624 5,17 4,44 33731 11652 1,17 0,97 1278 365 1,00 1,00 1278 365 1,05 1,02 1342 372
Ottokar Sul 41,20 Sul 7 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 937 350 2,01 2,39 1884 836 7,75 6,04 14603 5047 5,17 4,44 75433 22408 1,17 0,97 2859 702 1,00 1,00 2859 702 1,05 1,02 3002 716
Ottokar Sul 41,20 Sul 8 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 590 296 2,01 2,39 1186 707 7,75 6,04 9195 4268 5,17 4,44 47498 18951 1,17 0,97 1800 594 1,00 1,00 1800 594 1,05 1,02 1890 605
Marginal Norte 41,20 Norte 9 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 1334 194 2,01 2,39 2682 463 7,83 5,74 21001 2657 5,08 4,40 106727 11687 1,18 0,97 4046 364 1,00 1,00 4046 364 1,05 1,02 4248 371
Ottokar Norte 41,20 Norte 13 28/05/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 1996 148 2,01 2,39 4013 353 7,83 5,74 31422 2027 5,08 4,40 159690 8916 1,18 0,97 6053 278 1,00 1,00 6053 278 1,05 1,02 6356 283
PI 42,45 Sul 16 06/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 916 80 1,71 1,83 1563 146
PI 42,45 Sul 16 07/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 930 81 1,73 1,91 1605 155 2,73 1,94 13876 890 6,11 4,07 84789 3622 0,73 0,98 1990 114 1,09 1,11 2167 127 1,05 1,02 2275 129
PI 42,45 Sul 16 08/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 945 72 2,03 2,20 1921 159
PI 42,45 Sul 17 06/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 1315 69 1,71 1,83 2244 126
PI 42,45 Sul 17 07/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 1331 68 1,73 1,91 2298 130 2,73 1,94 20113 790 6,11 4,07 122903 3216 0,73 0,98 2884 101 1,09 1,11 3141 113 1,05 1,02 3298 115
PI 42,45 Sul 17 08/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 1395 69 2,03 2,20 2836 152
PI 42,45 Sul 18 06/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 4975 602 1,71 1,83 8489 1100
PI 42,45 Sul 18 07/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 3502 183 1,73 1,91 6045 349 2,73 1,94 59034 3588 6,11 4,07 360737 14607 0,73 0,98 8464 461 1,09 1,11 9218 511 1,05 1,02 9679 521
PI 42,45 Sul 18 08/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 3502 183 2,03 2,20 7119 403
PI 42,45 Sul 19 06/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2614 217 1,71 1,83 4460 397
PI 42,45 Sul 19 07/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2654 218 1,73 1,91 4581 416 2,73 1,94 39360 2504 6,11 4,07 240516 10193 0,73 0,98 5644 322 1,09 1,11 6146 357 1,05 1,02 6453 364
PI 42,45 Sul 19 08/12/2016 07:00 10:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2654 218 2,03 2,20 5395 480
Agulha Desinc. 41,83 Sul 20 03/09/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 982 217 2,27 2,44 2232 529 7,90 6,21 17630 3284 4,96 4,10 87395 13470 1,09 1,04 3078 451 1,00 1,00 3078 451 1,05 1,02 3232 460
Agulha Inc. 41,90 Sul 21 03/09/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2669 325 2,27 2,44 6067 792 7,90 6,21 47917 4918 4,96 4,10 237533 20173 1,09 1,04 8365 675 1,00 1,00 8365 675 1,05 1,02 8783 689
Agulha Desinc. 41,90 Norte 22 03/09/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2512 247 2,27 2,44 5710 602 8,80 5,83 50234 3509 4,57 4,04 229441 14177 1,10 1,04 8141 476 1,00 1,00 8141 476 1,05 1,02 8548 486
Agulha Inc. 41,83 Norte 23 03/09/2019 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 1099 230 2,27 2,44 2498 560 8,80 5,83 21977 3267 4,57 4,04 100380 13201 1,10 1,04 3562 443 1,00 1,00 3562 443 1,05 1,02 3740 452
Agulha Desinc. 43,00 Sul 24 06/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2690 271 1,77 2,00 4750 542
Agulha Desinc. 43,00 Sul 24 07/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2886 273 1,77 1,99 5120 543 2,73 1,94 43613 3260 6,11 4,07 266501 13273 0,73 0,98 6253 419 1,09 1,11 6810 465 1,05 1,02 7150 474
Agulha Desinc. 43,00 Sul 24 08/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2924 247 2,10 2,42 6128 599
Agulha Inc. 44,39 Norte 25 06/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 3405 429 1,77 2,00 6012 857
Agulha Inc. 44,39 Norte 25 07/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 3441 431 1,77 1,99 6104 858 2,79 1,94 55062 5227 5,08 3,87 279759 20207 0,92 1,02 8322 668 1,09 1,11 9062 741 1,05 1,02 9516 755
Agulha Inc. 44,39 Norte 25 08/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 3620 406 2,10 2,42 7586 984
Tronco Principal 44,60 Sul 26 24/04/2019 00:00 00:00 - - - - 16012 8869 1,00 1,00 16012 8869 16012 8869 1,05 1,02 16813 9046
Tronco Principal 44,60 Norte 27 24/04/2019 00:00 00:00 - - - - 16127 9126 1,00 1,00 16127 9126 16127 9126 1,05 1,02 16933 9309
Agulha Desinc. 42,28 Norte 28 06/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2141 338 1,77 2,00 3780 675
Agulha Desinc. 42,28 Norte 28 07/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2195 345 1,77 1,99 3894 687 2,79 1,94 34864 4135 5,08 3,87 177138 15986 0,92 1,02 5269 528 1,09 1,11 5738 586 1,05 1,02 6025 598
Agulha Desinc. 42,28 Norte 28 08/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2291 319 2,10 2,42 4801 773
Acesso Anita 42,15 Norte 29 04/01/2017 07:00 10:00 16:00 19:00 - - 913 110 2,79 3,27 2547 360 7,11 5,73 18111 2065 4,67 4,44 84577 9167 1,17 0,97 3192 287 1,09 1,11 3476 318 1,05 1,02 3650 325
Via Lateral Sul 42,30 Sul 32 06/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2263 212 1,77 2,00 3996 424
Via Lateral Sul 42,30 Sul 32 07/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2231 216 1,77 1,99 3958 430 2,73 1,94 35041 2592 6,11 4,07 214125 10551 0,73 0,98 5024 333 1,09 1,11 5472 369 1,05 1,02 5745 377
Via Lateral Sul 42,30 Sul 32 08/12/2016 06:00 09:00 12:00 14:00 16:00 19:00 2338 200 2,10 2,42 4900 485
88
APÊNDICE D – REDE EXISTENTE CARREGADA NO AIMSUN
Figura 52 – Início da rede
Figura 53 – Região da rua Ottokar Doerffel

89
Figura 54 – Região de acesso a rua Anita Garibaldi
Figura 55 – Região da rua Minas Gerais e término da rede

90
APÊNDICE E – DADOS DE CONTAGEM, MÉDIA E DESVIO PADRÃO POR SEÇÃO
Figura 56 – Dados de contagem, média e desvio padrão por seção

Contagem - Contagem - Contagem - Contagem - Contagem - Contagem - Contagem - Contagem - Contagem - Contagem - DESVIO
ID Nome MÉDIA
Replic. 1 Replic. 2 Replic. 3 Replic. 4 Replic. 5 Replic. 6 Replic. 7 Replic. 8 Replic. 9 Replic. 10 PADRÃO
789 Rua Lateral Sul 857 854 885 836 794 824 862 820 825 865 842,20 27,046
791 Rua Lateral Sul 1287 1295 1391 1283 1249 1295 1285 1281 1329 1291 1298,60 37,828
795 Acesso Rua OD-1 506 540 491 465 529 525 506 542 536 507 514,70 24,477
798 PI km 41,4 1064 1087 1102 1019 1113 1094 1055 1112 1148 1060 1085,40 36,782
806 Rua Od-1 - Seção 571 559 616 602 610 553 622 571 608 579 589,10 25,239
863 Marginal Sul Minas Gerais 1303 1311 1358 1267 1320 1301 1299 1293 1293 1275 1302,00 25,095
865 Rua Minas Gerais Sul 995 967 996 955 1001 981 980 977 952 946 975,00 19,482
898 Marginal Norte Minas Gerais 919 941 955 885 919 875 899 869 885 904 905,10 28,325
899 Rua Minas Gerais Norte 638 661 699 632 654 608 657 639 614 643 644,50 25,782
911 Rua Lateral Norte 975 929 900 959 901 955 930 987 926 958 942,00 29,518
925 PI km 41,4 992 996 1062 1010 995 982 1065 984 1044 1012 1014,20 31,478
989 Acesso Rua Ottokar Doerffel 782 767 801 745 762 785 811 751 799 787 779,00 22,086
998 Saída Rua Ottokar Doerffel 816 834 890 805 893 852 817 870 911 823 851,10 37,737
1330 Rua Lateral Sul - Seção 866 858 945 875 864 866 842 868 893 858 873,50 28,285
1441 Retorno Norte 325 293 286 306 306 327 312 345 293 328 312,10 18,882
1452 Retorno Sul 128 106 105 107 129 98 126 109 108 127 114,30 11,757
91
APÊNDICE F – DEMANDAS FUTURAS EM VEÍCULOS EQUIVALENTES
Figura 57 – Demanda futura considerando o cenário sem as transposições

VHP VHP
VHP ucp Projeção Projeção Projeção Projeção Projeção Projeção Projeção Projeção Projeção Projeção Projeção Projeção
ID Nome Leves pesados
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032
2020 2020
789 Rua Lateral Sul 662 195 953 970 986 1003 1019 1036 1053 1071 1088 1106 1125 1143 1162
791 Rua Lateral Sul 1120 193 1409 1432 1455 1478 1502 1526 1551 1576 1601 1627 1653 1679 1706
795 Acesso Rua OD-1 475 48 546 556 564 573 582 591 600 610 619 629 639 649 659
798 PI km 41,4 1014 81 1135 1153 1171 1189 1208 1227 1246 1265 1285 1305 1325 1346 1366
806 Rua Od-1 - Seção 482 131 677 690 701 713 724 736 748 761 773 786 799 812 825
863 Marginal Sul Minas Gerais 1123 72 1230 1250 1269 1289 1309 1329 1350 1370 1392 1413 1435 1457 1480
865 Rua Minas Gerais Sul 851 51 927 942 956 971 986 1001 1017 1032 1048 1064 1081 1098 1113
898 Marginal Norte Minas Gerais 877 50 951 967 982 997 1012 1028 1043 1059 1076 1092 1109 1126 1144
899 Rua Minas Gerais Norte 622 35 673 685 695 706 717 728 739 751 762 774 786 798 808
911 Rua Lateral Norte 903 71 1009 1025 1041 1057 1074 1090 1107 1125 1142 1160 1178 1196 1215
925 PI km 41,4 816 222 1149 1168 1187 1207 1227 1247 1267 1288 1309 1331 1353 1375 1398
989 Acesso Rua Ottokar Doerffel 631 162 874 888 903 918 933 948 964 979 996 1012 1029 1045 1063
998 Saída Rua Ottokar Doerffel 698 54 778 791 803 816 829 841 854 868 881 895 909 923 937
1330 Rua Lateral Sul - Seção 786 102 939 954 969 984 1000 1016 1032 1048 1065 1082 1099 1116 1134
1441 Retorno Norte 293 24 328 334 339 345 350 355 361 367 372 378 384 390 396
1452 Retorno Sul 84 35 136 139 141 144 146 148 151 154 156 159 161 164 167
925-930 Conversão à esquerda 187 61 277 283 288 293 298 302 308 313 318 323 329 334 340
911-930 Segue em frente 611 47 681 692 703 714 725 736 747 759 771 783 795 807 820
789-791 Segue em frente 578 160 818 831 845 859 873 888 902 917 932 948 963 979 995
900-863 Conversão à direita 273 21 304 309 314 319 324 329 334 339 344 350 355 361 365
92
Figura 58 – Demanda para o ano de 2032 considerando o cenário com transposições

VHP
VHP Leves VHP ucp
ID Nome pesados
2020 2032
2020
789 Rua Lateral Sul 414 126 732
791 Rua Lateral Sul 873 124 1277
795 Acesso Rua OD-1 476 48 658
798 PI km 41,4 1014 81 1363
806 Rua Od-1 - Seção 482 131 821
863 Marginal Sul Minas Gerais 1121 73 1620
865 Rua Minas Gerais Sul 850 51 1112
898 Marginal Norte Minas Gerais 877 50 1141
899 Rua Minas Gerais Norte 621 35 807
911 Rua Lateral Norte 501 51 694
925 PI km 41,4 813 221 1389
989 Acesso Rua Ottokar Doerffel 628 161 1055
998 Saída Rua Ottokar Doerffel 758 54 1008
1330 Rua Lateral Sul - Seção 544 34 714
1441 Retorno Norte 293 24 394
1452 Retorno Sul 83 35 164
911-930 Segue em frente 208 27 300
925-930 Conversão à esquerda 185 61 335
789-791 Segue em frente 332 91 568
900-863 Conversão à direita 271 22 366

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO TECNOLÓGICO DE JOINVILLE

LETÍCIA SCHROEDER SCHWABE

ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA PARA MELHORIA DAS CONDIÇÕES DE

ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA PARA MELHORIA DAS CONDIÇÕES DE

Trabalho apresentado como requisito para

Orientadora: Dr.ª Christiane Wenck Nogueira

ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA PARA MELHORIA DAS CONDIÇÕES DE

Trabalho apresentado como requisito para

Joinville (SC), 22 de novembro de 2019.

Historicamente, a matriz de transportes brasileira está focada no modal rodoviário. No entanto,

Palavras-chave: Modal rodoviário. Nível de serviço. Congestionamentos. AIMSUN. HCS

Figura 1 – Representação dos níveis de serviço em rodovias .................................................. 26

Tabela 1 – Seleção do nível de serviço no projeto de rodovias rurais ..................................... 28

1.1.1 Objetivo Geral .......................................................................................................... 13

1.1.2 Objetivos Específicos................................................................................................ 13

2.2 O MODELO ATUAL DAS CONCESSÕES FEDERAIS ......................................... 15

2.3 ENGENHARIA DE TRÁFEGO ................................................................................ 16

2.3.1 Volume de tráfego .................................................................................................... 17

2.3.2 Variações no volume de tráfego .............................................................................. 17

2.3.3 Volume horário de projeto (VHP) .......................................................................... 19

2.3.4 Contagens volumétricas ........................................................................................... 20

2.3.5 Métodos de contagem ............................................................................................... 21

2.3.6 Fatores de expansão ................................................................................................. 22

2.3.7 Fator de projeção...................................................................................................... 24

2.3.8 Capacidade ................................................................................................................ 25

2.3.9 Nível de serviço ......................................................................................................... 25

2.3.10 Volume de serviço ..................................................................................................... 27

2.3.11 Controle semafórico de tráfego ............................................................................... 28

2.4 SIMULADORES DE TRÁFEGO .............................................................................. 29

2.4.1 Níveis de modelagem ................................................................................................ 29

2.4.2 AIMSUN .................................................................................................................... 30

2.5 MATRIZ ORIGEM E DESTINO .............................................................................. 32

4 ESTUDO DE CASO ................................................................................................. 37

4.2 OBTENÇÃO E TRATAMENTO DOS DADOS ...................................................... 39

4.3 CARREGAMENTO DA REDE VIÁRIA EXISTENTE ........................................... 47

4.3.1 Matriz Origem e Destino ......................................................................................... 49

4.3.2 Simulação da rede existente..................................................................................... 53

4.3.2.1 Nível de serviço por interseção .................................................................................. 55

4.4 ESTUDO DE ALTERNATIVAS .............................................................................. 59

4.4.1 ALTERNATIVA A................................................................................................... 59

4.4.2 ALTERNATIVA B ................................................................................................... 63

4.4.2.1 Cálculo do comprimento de fila ................................................................................. 67

4.4.2.2 Análise da demanda futura ......................................................................................... 70

4.4.3 ALTERNATIVA C................................................................................................... 71

5 ANÁLISE DE RESULTADOS ............................................................................... 75

APÊNDICE B – FATORES DE EXPANSÃO E CORREÇÃO .............................................. 84

APÊNDICE C – PLANILHA FINAL DE VOLUMES OBTIDOS ......................................... 87

APÊNDICE D – REDE EXISTENTE CARREGADA NO AIMSUN .................................... 88

APÊNDICE E – DADOS DE CONTAGEM, MÉDIA E DESVIO PADRÃO POR SEÇÃO. 90

APÊNDICE F – DEMANDAS FUTURAS EM VEÍCULOS EQUIVALENTES .................. 91

O sistema rodoviário no Brasil é responsável por cerca de 60% da movimentação de

1.1.1 Objetivo Geral

O objetivo deste trabalho é estudar a viabilidade técnica de alternativas de engenharia

1.1.2 Objetivos Específicos

I. Identificar e analisar o segmento para estudo e proposição de melhorias;

Este capítulo apresenta os principais conceitos relativos à Concessões Rodoviárias no

2.1 CONCESSÃO DAS RODOVIAS BRASILEIRAS