A modelagem da demanda por transporte, segundo ROBERTS (1975) apud ULYSSÉA NETO (1988), pode ser classificada em:
- estimativas baseadas numa rede viária, e
- estimativas não baseadas numa rede viária (modelos estruturais).
A primeira leva em conta a posição espacial das diversas zonas de tráfego da área em estudo e suas interações, enquanto a segunda não se preocupa com tal localização espacial, porém apóia suas análises na estrutura do sistema e nas relações entre os seus componentes (variáveis que os representam).
13 Segundo SANTOS e GILBERT (1985), apud ULYSSÉA NETO (1988), os modelos baseados na rede viária são os que podem ser usados para obter resultados quantitativos, enquanto os modelos estruturais são apropriados para a avaliação qualitativa da estrutura do sistema, seus componentes e inter-relações.
MANHEIM (1973), apud ULYSSÉA NETO (1988), classifica os modelos baseados na rede viária em dois grandes grupos:
- modelagem direta da demanda e - modelagem seqüencial da demanda.
Ambas têm o objetivo de encontrar um equilíbrio entre a oferta e a demanda por viagens numa certa rede viária. A diferença entre as duas é que a primeira usa um modelo de demanda explícita e a segunda usa um modelo cuja estrutura representa uma série de decisões sucessivas condicionadas tomadas pelos viajantes (supõe-se que o viajante decompõe suas decisões relativas à viagem em vários estágios). Na modelagem seqüencial as decisões a serem tomadas pelos viajantes são:
(1) a decisão de realizar (ou não) uma viagem; (2) a escolha do destino;
(3) a escolha da modalidade de transporte;
(4) a escolha do caminho da rede viária que usará.
Dentre os modelos seqüenciais, o mais amplamente usado é o Urban Transportation Planning System (UTPS), que é um modelo agregado (isto é, faz estimativa da demanda de viagens de forma coletiva), com uma estrutura seqüencial recursiva. O UTPS é dividido em quatro submodelos:
(2) distribuição de viagens (3) escolha modal
(4) alocação das viagens.
(1) Modelos de geração de viagens
O modelos de geração de viagens estimam o número total de viagens que têm origem ou destino numa certa zona de tráfego i. O modelo é baseado na idéia de que as viagens ocorrem não por si só, mas motivadas por algum objetivo que pode ser ir ao trabalho, fazer compras, ir à escola, busca de lazer, ... A estimativa obtida por este modelo leva em consideração, como variáveis explicativas, somente as relacionadas com as atividades desenvolvidas na zona i. Obtém-se, por exemplo, o número total de viagens originadas em i, representado por Oi , como uma função f que tem como
variáveis as características demográficas, de uso do solo e sócio-econômicas em i; e a situação sócio-econômica dos viajantes.
A função f representa a relação entre as características da zona e as viagens realizadas. Esta função é calibrada para um certo ano, designado ano-base, e se considera que a relação entre o número de viagens geradas e as variáveis explicativas permanece constante ao longo do tempo. A previsão de demanda por transporte no ano desejado é então feita com base na estimativa das características futuras da zona.
(2) Modelos de distribuição de viagens
Os modelos de distribuição de viagens fazem a distribuição da totalidade das viagens originadas em e destinadas a cada zona de tráfego, entre os vários pares de
15 zonas da área de estudo. Isto é, determinam os elementos Tij da matriz O-D (origem-
destino). Esta distribuição é feita através da confrontação entre a atratividade exercida pelos diversos destinos possíveis e fatores como a distância, o tempo ou o custo generalizado de transporte a partir da zona de origem i até cada zona de destino j, os chamados fatores de impedância. A formulação genérica dos modelos de distribuição de viagens é
Tij = f (variáveis sócio-econômicas em i e j; separação entre i e j) (1.1)
onde
Tij = número total de viagens com origem na zona i e destino na zona j.
As variáveis sócio-econômicas das zonas i e j são os fatores que determinam a propensão à interação entre as zonas i e j. Estes fatores de propensão à interação entre as zonas i e j podem ser representados pelo número total (Oi) de viagens originadas
na zona i e o número total (Dj) de viagens atraídas pela zona j, respectivamente.
Neste caso o modelo de distribuição de viagens toma a forma
Tij = f (Oi ; Dj ; separação entre i e j).
Dentre os modelos de distribuição de viagens os mais proeminentes são: a) modelos que utilizam fatores de crescimento
b) modelos do tipo gravitacional
c) modelos de oportunidades intervenientes
d) modelos gravitacionais de oportunidades intervenientes.
Os modelos gravitacionais de oportunidades são conhecidos como modelos híbridos. Dentre os modelos de distribuição de viagens, os que consideram as variáveis sócio-econômicas da expressão (1.1) são os três últimos tipos.
Segundo ULYSSÉA NETO (1988), um estudo comparativo do desempenho de modelos dos três primeiros tipos em áreas urbanas é encontrado em HEANUE e PYERS (1966). O modelo de fator de crescimento utilizado foi o modelo Fratar, cujo desempenho se revelou inferior ao dos outros dois. Quanto aos modelos, gravitacional e de oportunidades intervenientes, neste estudo, o gravitacional apresentou um desempenho ligeiramente superior. Porém, segundo FINNEY (1972), quanto ao aspecto de se obter resultados mais ou menos precisos, nenhum veredicto claro foi estabelecido em relação à escolha entre os modelos do tipo gravitacional e os de oportunidades intervenientes.
Segundo GONÇALVES e BEZ (2002), o modelo de oportunidades intervenientes aplicado na cidade de Londrina apresentou um desempenho significativamente melhor do que o modelo gravitacional e levemente melhor que o modelo híbrido do tipo gravitacional de oportunidades. Isto motiva novos esforços no desenvolvimento dos modelos de oportunidades intervenientes, objeto central deste trabalho.
(3) Modelos de escolha modal
Estes modelos buscam revelar a decisão dos viajantes quanto à modalidade de transporte usada para ir da zona i até a zona j.
As vantagens e desvantagens do uso de cada modalidade de transporte são geralmente avaliadas em termos das diferenças entre o tempo e/ou o custo de viagem entre as modalidades de transporte disponíveis. Supõe-se que a escolha da modalidade
17 de transporte, por exemplo, entre o transporte particular por automóvel e o transporte público por ônibus, é uma função da situação sócio-econômica do viajante.
O modelo de divisão por modalidade, neste caso, toma a forma
2 1 ij ij T T = f onde
Tij1 = número de viagens da zona i para a zona j por automóvel,
Tij2 = número de viagens da zona i para a zona j realizadas por
ônibus e
f é uma função da situação sócio-econômica do viajante e da
diferença entre o custo de viagem de carro e por ônibus.
(4) Modelos de alocação de viagens
Os modelos de alocação de viagens são usados para determinar o número de viagens entre todos os pares de zonas i e j, feitas pela modalidade de transporte k e através de um certo caminho p. Usualmente estes modelos determinam os caminhos mínimos entre todos os pares de zonas e alocam as Tijk viagens a estes caminhos
mínimos. Para cada caminho p, determina-se então o número Tijkp de viagens que
"carregam" as arestas que compõem este caminho. Os volumes de tráfego, naturalmente, serão determinados em função da modalidade de transporte k escolhida na etapa anterior de modelagem.