MICROSSIMULAÇÃO DA TRAVESSIA DE PEDESTRES: SIMULAÇÃO DE TRAVESSIAS SEMAFORIZADAS
MICROSSIMULAÇÃO DA TRAVESSIA DE PEDESTRES: SIMULAÇÃO DE TRAVESSIAS SEMAFORIZADAS
André Cademartori Jacobsen Helena Beatriz Bettella Cybis
Laboratório de Sistemas de Transportes - LASTRAN Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção – PPGEP
Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS
RESUMO
Os simuladores de tráfego recentemente incorporaram modelos de pedestres. Na simulação de travessias, onde ocorrem atrasos e riscos de acidentes importantes, são utilizados diversos modelos para representar as interações entre pedestres e motoristas. Este artigo apresenta uma caracterização do comportamento de pedestres e a calibração dos modelos do VISSIM para representar uma travessia semaforizada, onde a maioria dos pedestres apresenta comportamento oportunista, pois desrespeita o semáforo e aceita brechas no fluxo de veículos. A calibração dos modelos de movimentação dos pedestres, aceitação de brechas em áreas de conflitos e da decisão sobre desrespeitar os semáforos permitiram a representação dos atrasos observados na travessia, entretanto, revelaram limitações dos modelos. Os pedestres oportunistas são representados por um percentual dos pedestres predefinido, fixo nas simulações. Este percentual, obtido através da calibração, representa o comportamento nas condições específicas da travessia, e pode não ser válido em cenários em que as características da travessia sejam alteradas.
ABSTRACT
Traffic simulators recently incorporated pedestrians’ models. The simulation of pedestrian crossings, where important delays and risks of accidents occur, there are several models utilized to represent the interactions between pedestrians and motorists. This article presents a characterization of pedestrians’ behavior and a calibration of VISSIM’s models to represent a signalized crossing on which most pedestrians have an opportunistic behavior, because they disrespect the signalization and accept gaps on the vehicle flow. The calibration of the pedestrian movement model, gap acceptancemodel based on conflict areas and the decision about disrespecting the signalization allowed the representation of pedestrians’ delays, however, revealed models’ limitations. Opportunist pedestrians are represented by predefined percentual of the pedestrians, fixed on the simulations. This value, obtained by the calibration process, represents the behavior on specific conditions, and may not be valid for scenarios on which the crossing characteristics are changed.
1. INTRODUÇÃO
Os simuladores de tráfego, que durante anos representaram apenas os veículos, recentemente incorporaram modelos de pedestres. Esta mudança reflete o crescimento da demanda por modelos que permitem a análise dos diferentes modos de transporte com o mesmo nível de detalhamento. Modelos multimodais permitem avaliar, por exemplo, soluções que minimizam os atrasos de todos os usuários, enquanto historicamente eram avaliados apenas os atrasos dos veículos.
Os modelos de movimentação de pedestres incorporados nos simuladores tradicionais representam os deslocamentos, considerando as interações destes, com outros pedestres, e com o ambiente. Dentre os simuladores, destacam-se: (i) VISSIM (PTV, 2009), que incorporou o Modelo de Forças Sociais, (ii) Aimsun (TSS, 2010), que incorporou o modelo da empresa Legion, e (iii) Paramics (Paramics, 2011), que incorporou o modelo da empresa Crowd Dynamics. Estes modelos, desenvolvidos e calibrados para simular terminais de transportes, eventos que reúnem multidões e evacuações emergenciais, no entanto, não representam a interação com o tráfego de veículos.
Nas simulações de pedestres, a representação do comportamento em travessias tem uma importância especial, por serem os locais onde pedestres e veículos sofrem atrasos e porque a interação entre eles pode representar riscos de acidentes. O comportamento nas travessias depende das regras de prioridade estabelecidas, podendo ser classificadas como: (i) não sinalizadas, nas quais os veículos tem preferência e pedestres aceitam brechas no fluxo, (ii)
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sinalizadas, em que os veículos devem dar preferência aos pedestres (e.g. faixas de segurança), e (iii) semaforizadas, onde ambos os modos teoricamente obedecem às orientações dos semáforos e não apresentam interação direta.
Apesar dos simuladores de tráfego possuírem modelos de movimentação de pedestres avançados, os atrasos dependem das decisões de pedestres e motoristas nas travessias. Na prática existem muitas dificuldades para modelar alguns comportamentos frequentes, como (i) pedestres atravessando durante o sinal vermelho em travessias semaforizadas e (ii) veículos que não respeitam a preferência a pedestres em faixas de segurança. Outros comportamentos, como a aceitação de brechas, são representados simplificadamente por modelos desenvolvidos originalmente para simular interseções não semaforizadas de veículos. Os artigos científicos sobre travessias de pedestres revisados não avaliaram a influência destas simplificações sobre os atrasos obtidos nas simulações.
Este artigo apresenta os seguintes objetivos:
i. analisar o comportamento de pedestres em uma travessia semaforizada, com várias faixas de tráfego, na qual a maioria dos pedestres não obedece a sinalização;
ii. apresentar os modelos utilizados pelo VISSIM na simulação de travessias;
iii. calibrar os modelos do VISSIM para reproduzir o comportamento observado na travessia, incluindo as velocidades, aceitação de brecha e as decisões sobre desrespeitar o semáforo;
iv. comparar os atrasos de pedestres nas simulações com os obtidos na coleta de dados; v. avaliar as principais limitações do modelo.
A travessia analisada neste artigo foi escolhida por apresentar (i) pedestres que não obedecem a sinalização e (ii) aceitação de brechas de pedestres em 3 faixas de tráfego. A simulação destes comportamentos representa um desafio para os modelos atuais. Para avaliar as principais dificuldades em representar os atrasos desta travessia, os modelos do VISSIM 5.20 (PTV, 2009) foram calibrados com os dados coletados. Este simulador de tráfego foi escolhido por apresentar um modelo de aceitação de brechas baseado em áreas de conflito, que permite avaliar as brechas em cada faixa de tráfego independentemente.
Nas seções seguintes serão apresentados (i) os modelos utilizados pelo VISSIM para representar a movimentação de pedestres e a aceitação de brechas, (ii) uma análise do comportamento dos pedestres na travessia em estudo, incluindo as decisões sobre desrespeitar os semáforos, as velocidades, trajetórias e brechas aceitas, (iii) o processo de calibração dos modelos e os atrasos simulados e (v) as considerações finais.