Modelos de transporte

Como se pode concluir pelo atrás referido, em 2.2, em praticamente todos os modelos conceptuais de tomada de decisão, a modelação de transportes é incluída como uma ferramenta, diferindo apenas no grau de importância que lhe é atribuído.

Um modelo é uma representação matemática da realidade. No caso do modelo de transportes o objectivo é representar as diversas componentes da infra-estrutura de transporte (rede viária, linhas de transporte público, gestão e controlo de tráfego) e os fluxos de tráfego (utilizadores e veículos) de forma a reproduzir as condições operacionais do sistema viário. Os modelos são geralmente sequenciais, envolvendo uma série de etapas que correspondem às decisões dos utilizadores, sendo para tal necessário definir os vários pressupostos sobre como são tomadas as decisões (Tavares, J. P., 2003). O conjunto destes sub-modelos sequenciais, designa-se habitualmente de “Modelo de 4 Passos” (ver Figura 2.4).

Para a aplicação do modelo de transportes é necessário que a área em estudo seja desagregada em áreas mais pequenas de forma a corresponder a áreas de geração e atracção de viagens, já que é impraticável considerar a multiplicidade de viagens e origens/destinos existentes num meio urbano. Estas áreas, definidas considerando uma certa homogeneidade relativamente a actividades relacionadas com os transportes (ocupação do solo, infra-estrutura, etc.), são designadas de zonas e o respectivo centro de actividade, onde, supostamente, se iniciam e terminam as viagens, de centróide (Tavares, J. P., 2003). Assim, estas zonas são definidas tendo em conta vários critérios (Meyer, M. D. and Miller, E. J., 2001):

• Minimizar o número de viagens intrazonais;

• Atender às fronteiras físicas, políticas, jurisdicionais e históricas;

• Assegurar, para cada zona populacional, características socioeconómicas homogéneas;

• Considerar apenas zonas ligadas e evitar zonas que estejam completamente contidas noutras;

• Considerar, na medida do possível, um sistema zonal em que os valores do número de habitantes, área, viagens geradas e atraídas são aproximadamente iguais;

• Conjugar, na medida do possível, as fronteiras zonais com as zonas consideradas para os censos.

A escolha da dimensão das zonas é importante para a confiabilidade do modelo e ajustamento deste à realidade: se as zonas são de grande dimensão, a exactidão dos valores estimados é pequena para o fluxo de tráfego embora a matriz de viagens seja mais confiável; se as zonas forem de pequena dimensão, a confiança na matriz baixa para além de exigir recursos eventualmente incompatíveis (Tavares, J. P., 2003).

A aplicação do modelo é feita numa representação da infra-estrutura de transportes designada de rede. A rede é constituída por arcos que representam os segmentos de vias rodoviárias, por nós que identificam as intersecções e pelos centróides que se encontram ligados à rede pelos respectivos conectores (Tavares, J. P., 2003). Estes arcos e nós são caracterizados física e operacionalmente.

Com esta representação da rede é possível simular as viagens com início na zona de geração e término na zona de atracção. Esta simulação é executada através do denominado “Modelo de 4 Passos”11. Este modelo está representado na Figura 2.4 e compreende as seguintes etapas (Tavares, J. P., 2003):

1. Geração de viagens – corresponde à determinação do número total de viagens em cada origem e em cada destino, para cada uma das zonas modeladas;

2. Distribuição de viagens – corresponde à estimação do número de viagens entre cada par de zonas;

3. Escolha modal – corresponde à repartição de viagens entre cada par de zonas pelos modos alternativos de transporte;

4. Afectação de tráfego – corresponde à atribuição das viagens entre cada par de zonas a um ou mais percursos, utilizando o modo de transporte respectivo da rede.

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Figura 2.4 - Estrutura do modelo de 4 passos (Fonte: (Tavares, J. P., 2003))

Para o primeiro passo do modelo de transportes – geração e atracção de viagens, é necessária informação relativa ao uso do solo e dados socioeconómicos, de forma a estimar o número de pessoas que irão realizar deslocações de e para cada zona, ao longo de um determinado período de tempo (Tavares, J. P., 2003). Nesta primeira etapa são determinadas as zonas de Origem e Destino bem como o número de viagens entre estas zonas. No segundo passo do modelo – distribuição das viagens, procede-se à ligação entre estas zonas formando pares de viagens Origem-Destino (O-D). O terceiro passo consiste em repartir as viagens O-D pelos diferentes modos de transporte. A utilização de cada modo de transporte é determinada através da comparação da atractividade de cada modo de viajar. Finalmente, no último passo do modelo afecta-se o tráfego aos arcos através da modelação das decisões dos utilizadores do sistema de transporte na escolha do percurso. Nesta fase reproduz-se o nível de desempenho da rede com base em modelos de simulação. Esse nível de desempenho é caracterizado por (Tavares, J. P., 2003):

Rede de transportes e características operacionais Geração de viagens Distribuição de viagens Repartição Modal Afectação Dados estatísticos da população e emprego Nível de desempenho da rede

• volumes de tráfego, velocidades e atrasos;

• variáveis agregadas da rede (velocidade média de operação, atraso total, etc.);

• tempos de viagens entre zonas;

• arcos congestionados;

• percursos entre pares de zonas;

Com maior ou menor pormenorização a caracterização do nível de desempenho da rede é o produto final da modelação dos transportes.

O grau de importância atribuído aos resultados de um modelo de transportes no processo de planeamento e de tomada de decisão está relacionado com a disponibilidade dos dados necessários, do estado da arte da modelação e dos recursos existentes.

Antes da escolha da estrutura do modelo de transportes a aplicar é necessário identificar o modelo conceptual de tomada de decisão adoptado no país pelo governo ou pela unidade de decisão, tal como se descreve anteriormente em 2.2.