APLICABILIDADE DE VIAS RESERVADAS A TRANSPORTES COLECTIVOS: AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DO SISTEMA POR PESSOA TRANSPORTADA
Álvaro Maia Seco Luís Coimbra Ana Bastos Silva
Centro de Investigação do Território, Transportes e Ambiente (Citta) Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Coimbra, Portugal RESUMO
Face à escassez do espaço urbano, importa optar por soluções de ordenamento do tráfego sustentáveis que promovam os modos de transporte de massas em detrimento do transporte individual.
O presente artigo centra-se na definição de uma metodologia para avaliação do desempenho de um conjunto de estratégias de apoio ao transporte coletivo apoiadas em corredores Bus, e tendo por base o número de pessoas transportadas nos diferentes tipos de veículos.
O trabalho baseia-se num modelo de simulação, construído, calibrado e validado para o efeito. O processo de modelação e teste de soluções é apoiado no uso integrado de dois programas especializados: TRANSYT e AIMSUN.
Os resultados obtidos indicam que para condições de circulação não saturadas, não é recomendável a introdução de vias reservadas ao transporte coletivo. Por sua vez, no limiar e acima da saturação, a sua utilização traduz-se numa melhoria significativa dos atrasos por pessoa, especialmente quando setbacks (interrupções da via BUS junto das interseções), devidamente desenhados, são partilhados por outros modos de transporte.
ABSTRACT
Due to the scarcity of urban space, it is important to develop sustainable traffic management solutions that promote the use of collective means of transport, instead of individual transport.
This article defines a methodology for the performance assessment of collective transport support strategies supported by the implementation of Bus lanes, and taking in consideration the number of people transported in the different types of vehicles.
This work is based on a simulation model that was developed, calibrated and validated for the effect. The modelling and solution testing processes are based on a combined use of two different software: TRANSYT and AIMSUN. The results indicate that for uncongested traffic conditions, it is not recommended the use of reserved lanes for Public Transportation. On the other hand, in situations near and above saturation, its application leads to a significant improvement of the delay per person, especially when Bus lanes’ setbacks near the intersections are adequately designed and their usage is permitted to other transport modes.
1. INTRODUÇÃO
Promover o uso do transporte coletivo (TC) potencia o desenvolvimento de economias de escala, ao mesmo tempo que contribui para o uso sustentável do espaço urbano e para a redução do tempo de deslocação. É expectável que a adoção de medidas de descriminação positiva em relação ao TC se traduza na transferência efetiva de viagens do transporte individual (TI) para o TC e, por consequência, na diminuição do volume de veículos na rede viária, com reflexo direto no controlo dos níveis de congestionamento. Para se conseguir essa transferência modal, importa definir soluções integradas de gestão de tráfego que contribuam para melhorar a qualidade do serviço oferecido pelo TC, apostando na sua fiabilidade, eficiência, credibilidade, acessibilidade e legibilidade (UIPT, 2008). Tal aposta permite melhorar em termos comparativos a qualidade deste serviço face ao oferecido pelo TI, garantindo ao mesmo tempo que o conjunto de todos os utilizadores do sistema são em média melhor servidos.
Contudo a escassez do espaço público representa uma condicionante ao desenvolvimento de soluções eficientes, designadamente as que exigem a disponibilização de vias adicionais de tráfego. Assim, a viabilização deste tipo de soluções e a correspondente afetação exclusiva ou preferencial de espaço ao TC, é frequentemente conseguida à custa do espaço afetado ao
restante tráfego motorizado, traduzindo-se, assim, num trade-off relativamente às condições oferecidas aos modos de transporte alternativos. Este tipo de decisões justificam, assim, o desenvolvimento de análises integradas do funcionamento global da rede, de maneira a garantir que a solução final adotada se traduz num aumento do desempenho global do sistema. Usualmente a metodologia adotada neste tipo de análises baseia-se na avaliação do desempenho global da rede para o conjunto dos veículos que lhe são imputados. Atendendo a que a adoção de medidas de apoio ao TC se baseia no facto de ser um transporte de massas mais eficiente, considera-se ser pertinente que a análise do desempenho global da medida proposta se baseie prioritariamente na avaliação do benefício global por pessoa transportada e não por veículo servido.
Neste contexto, o presente trabalho centra-se na definição de uma metodologia para a avaliação do desempenho, por pessoa, de medidas de apoio ao TC. Para o efeito, é estabelecido um conjunto limitado de medidas e estratégias que traduzem diferentes políticas de afetação de espaço aos diferentes modos de transporte. A avaliação desse desempenho baseia-se no
trade-off entre os benefícios associados à melhoria do serviço do TC e os prejuízos sofridos pelos
restantes utilizadores do sistema de transportes, em termos de pessoas servidas. O trabalho é baseado numa rede de tráfego simulada que procura representar um arruamento idealizado com características geométricas e operacionais habituais num eixo urbano. O modelo de simulação resultante serviu de base ao desenvolvimento de análises comparativas aplicadas às diversas medidas/estratégias pré-definidas. Esta análise foi apoiada na utilização integrada de duas ferramentas de modelação: (i) macro-modelo de trânsito TRANSYT, utilizado para dimensionar e otimizar os planos de regulação semafóricos; (ii) modelo de microssimulação AIMSUN para avaliação do desempenho global do sistema. A compatibilização entre estes dois modelos assentou num processo exaustivo de calibração e de validação, de modo a garantir que os dois modelos representavam as mesmas condições de funcionamento base do sistema.
2. REVISÃO DA LITERATURA
O TC tem vindo a afirmar-se, na sociedade moderna, como um dos modos de transporte de massa central à implementação de um sistema de transportes ambientalmente sustentável. Atendendo a que o espaço urbano é um bem extremamente escasso e precioso, o TC garante um melhor uso do espaço público comparativamente a uma urbe onde domine o TI (UIPT, 2008). Importa ter noção de que um Bus transporta até 20 vezes mais pessoas do que um veículo individual, ocupando apenas o triplo do espaço (Arasan e Vedagiri, 2006). Uma viagem de casa-trabalho em TI consome 90 vezes mais espaço urbano comparativamente a uma viagem por metro, e 20 vezes mais espaço do que se tivesse sido feito por Bus ou elétrico. A agravar importa ainda ter em consideração o espaço exigido para o estacionamento dos veículos (UIPT, 2008).
Este problema sublinha a importância da adoção de medidas de apoio ao TC que promovam a transferência modal, designadamente face a espaços canais condicionados que impeçam a adoção de medidas de aumento da oferta de transportes. A reserva de vias para o TC é uma das medidas mais adotadas (Jepson e Ferreira, 1999). Este tipo de solução quando aplicado a Bus, permite que estes evitem as zonas mais congestionadas, potenciando o aumento das velocidades comerciais e da fiabilidade do serviço oferecido (Viegas e Lu, 2007). Contudo, a sua materialização obriga a que sejam construídas novas vias de trânsito ou que, em alternativa, seja retirada uma via ao restante trânsito motorizado. Esta segunda opção traduz-se numa diminuição de capacidade associada ao tráfego motorizado potencialmente substancial, e por
consequência, na potencial geração de congestionamentos (Xue et al., 2010). Contudo é expectável que essa diminuição do nível de serviço para o tráfego em geral, possa induzir a uma transferência modal do TI para o TC, que a prazo, se reflita numa redução dos níveis de congestionamento (Currie et al., 2007; Paradeda et al, 2014). É assim defensável que a aplicação de uma via reservada ao TC deva ser ponderada tendo por base um trade-off entre benefícios e perdas associadas a cada um dos modos de transporte. As análises aplicadas aos benefícios das vias reservadas a TC são muitas vezes incompletas já que apenas consideram parte dos fatores envolvidos, designadamente a capacidade de transporte, a diminuição do tempo de percurso e a redução dos custos, sendo que a fiabilidade apontada comummente como o fator mais importante para a perceção da qualidade do serviço, é frequentemente ignorada. Currie et al. (2007) propõe uma análise multivariada para analisar este problema. Contudo é possível recorrer a diferentes abordagens metodológicas. Por outro lado, como muitas vezes não existe espaço para inserir nem reservar vias para TC, há que definir outras estratégias de prioridade ao TC, nomeadamente em intersecções semaforizadas. Esta prioridade deve depender de um processo de otimização do plano semafórico considerando o desempenho por pessoa servida, para contrabalançar o tratamento que é dado aos veículos ligeiros e aos Bus (Christofa et Skabardonis, 2011).
O uso da microssimulação tem vindo a revelar-se como uma metodologia promissora. Currie et al. (2003) recorrendo a um modelo de simulação, estudou a influência da introdução de uma via reservada ao TC entre duas intersecções semaforizadas distanciadas de 500 metros. A análise baseou-se num conjunto de cenários de procura de tráfego e de variação do comprimento do setback. Este comprimento representa a distância medida a partir da barra de paragem, em que é permitido o uso partilhado da via reservada por outro tipo de veículos de forma a assegurar uma capacidade adicional da entrada. Os autores concluíram que até 1000 uvl/h/via, se obtinha um pequeno benefício para o TC, e perdas negligenciáveis para os restantes utilizadores da rede. A partir desse valor, o benefício para o TC subia significativamente, mas à custa de um aumento das demoras associadas ao tráfego generalizado, sendo o desempenho significativamente dependente do comprimento do setback adotado. Concluíram ainda que o bloqueio da rede é atingido para níveis de procura superiores a 1250 veic/h/via, deixando de haver beneficio igualmente para o TC. Por sua vez, Jepson e Ferreira (1999, 2000) avaliaram o impacto de várias medidas de apoio ao TC aplicadas a um corredor com duas vias em cada sentido, num trecho compreendido entre duas intersecções semaforizadas separadas de 250 metros. Recorreram a técnicas de microssimulação, conjugadas com um modelo macro de análise de redes de intersecções semaforizados, assumindo como indicador de desempenho o atraso por pessoa servida, tendo concluído que: face a volumes de trânsito pequenos registam-se benefícios ligeiros para o TC registam-sem prejuízo das condições de circulação do restante tráfego; para volumes mais elevados as vantagens associadas ao TC são contrabalançadas pelo aumento do atraso para os restantes utilizadores, deixando de se justificar a adoção da medida quando atingido o bloqueio geral da rede. Também Arasan e Vedagiri (2007) analisaram o desempenho de um trecho com 3 vias por sentido, baseando-se na análise da variação da velocidade média por modo de transporte. Concluíram que deixa de se justificar a adoção de vias reservadas ao TC, sempre que o grau de saturação (rácio entre o volume e a capacidade) exceder o valor de 0,53.
É assim possível concluir que este tema continua a justificar o desenvolvimento de investigação complementar, seja na definição de uma metodologia robusta para avaliação do desempenho global do sistema, seja na procura de soluções de apoio ao TC que garantam um funcionamento
ótimo do sistema global, na perspetiva das pessoas servidas e menos dos veículos envolvidos.
3. METODOLOGIA
O presente trabalho centra-se na avaliação do desempenho de um conjunto de medidas ou de estratégias de apoio ao TC, tendo por base a otimização do benefício associado a cada pessoa transportada. Não se pretende com este trabalho definir regras rígidas para apoio à decisão sobre a pertinência de implantação de determinadas políticas de apoio ao TC, mas sim estabelecer uma série de parâmetros de referência que possam ser utilizados numa fase de estudo de viabilidade e de comparação do desempenho de propostas de intervenção, de maneira a potenciar a rejeição daquelas que se mostrarem inviáveis, poupando tempo e recursos.
O primeiro passo centrou-se na construção de um modelo simulado que representa uma rede idealizada com características típicas de um ambiente urbano atual. Procurou-se que o modelo integre um nível de complexidade que viabilize a análise, em tempo útil, mas ao mesmo tempo que mantenha as características mais pertinentes da realidade que se pretende simular, de forma a salvaguardar algum nível de extrapolação dos resultados obtidos. O segundo passo assentou na definição de um conjunto de estratégias de ordenamento de tráfego com potencial para promover a transferência modal a favor do TC. A medida de apoio selecionada foi a criação de uma via reservada à circulação do TC, tendo-se optado por testar diferentes cenários relacionados com a variabilidade da procura de tráfego e com a proporção de Bus imputados à rede.
A avaliação do desempenho de cada medida/estratégia baseou-se na aplicação conjugada (ver Figura 1) de dois softwares de modelação considerados benchmarkings internacionais: (i) macro-modelo TRANSYT, de origem britânica, utilizado para dimensionar e otimizar os planos de regulação semafóricos (TRL, 2015); (ii) modelo de micro-simulação AIMSUN, de origem espanhola, para avaliação do desempenho global do sistema (TSS 2012a, 2012b).
O dimensionamento dos planos semafóricos teve em consideração o peso do TC em termos de eficiência em transporte de pessoas. Contudo, esta otimização não foi considerada isoladamente, ou seja, não constitui uma estratégia de ordenamento em si, mas integrada com as restantes estratégias consideradas (ver ponto 4.4.).
Figura 1: Fluxograma da metodologia utilizada
4. CONTRUÇÃO DO MODELO
O presente ponto apresenta a construção do modelo de simulação, o qual assentou em 8 fases fundamentais: (1) Codificação da rede viária; (2) Definição das matrizes O/D (3) Definição dos planos semaforizados; (4) Identificação das estratégias de ordenamento a testar; (5); Definição de cenários de procura; (6) Definição dos princípios de otimização dos planos semafóricos;; (7) Calibração e validação cruzada entre os modelos TRANSYT e AIMSUN; (8) Seleção e quantificação dos indicadores de desempenho.
4.1. Codificação da rede viária
O trabalho assenta na construção de um modelo simulado, tendo-se optado por uma rede simples, mas capaz de representar uma realidade típica urbana suficientemente transversal para permitir a extrapolação dos resultados obtidos. Assim, foi considerado um eixo urbano com 2750 metros de comprimento, constituído por 2 faixas de rodagem, com 3 vias em cada sentido. Esse eixo intersecta 4 arruamentos secundários, que apresentam entre si uma distância fixa de 250 metros, definindo assim um conjunto de 4 interseções semaforizadas (ver Error!
Reference source not found._a). As interseções foram providas de vias segregadas para apoio
à viragem à esquerda de forma a que estes movimentos não influenciassem o desempenho geral do sistema. Foram introduzidas vias reservadas ao TC por reafectação da via mais à direita do eixo principal, ao longo de todo o seu comprimento e em ambos os sentidos. Essas vias reservadas foram interrompidas numa extensão de 90 metros a montante de cada interseção, de modo a poderem ser utilizadas por todo o tipo de veículos, de maneira a não penalizar significativamente a capacidade geral das interseções. Complementarmente, nos 80 metros a jusante de cada interseção, a via reservada foi igualmente interrompida permitindo o seu uso partilhado por outros veículos. Estas duas interrupções são designadas por setback da via reservada e a sua extensão foi estabelecida em função de vários testes de capacidade efetuados à rede, tendo sido escolhidos os valores que minimizaram a perda de capacidade, comparativamente a uma estratégia de ordenamento onde não existe via reservada.
Estratégias de Ordenamento de apoio ao TC
Figura 2: modelo simulado: (a) Geometria da interseção; (b) Diagrama de Fases
4.2. Matriz O/D base
A matriz O/D foi criada de forma a gerar os maiores níveis de procura de tráfego nas interseções centrais da rede. Os valores por defeito (cenário de base) correspondem a volumes de procura de tráfego que provocam uma taxa de saturação nas intersecções centrais de 100% durante o período mais sobrecarregado da simulação (que cobre um período de 15 minutos, representativos de um período de pico de procura), sendo que a procura para os restantes cenários foi definida aplicando fatores multiplicativos à matriz base, numericamente equivalentes à taxa de saturação pretendida para um determinado cenário, tal como apresentado no ponto 4.5. Em termos genéricos, foi considerada a situação típica de repartição direcional do tráfego no corredor prioritário: 50% nos movimentos de ida em frente e 25% de viragens quer à direita quer à esquerda. As células da matriz base foram expressas em unidades de veículos ligeiros equivalentes (uvl), que posteriormente foram convertidas em veículos, em função da percentagem de Bus pretendida, mantendo fixa a proporção de uvl de maneira a não enviesar a taxa de saturação pretendida.
4.3. Plano Semafórico
As 4 intersecções da rede foram reguladas por planos semafóricos com soluções a tempos fixos, coordenados entre si. De forma a garantir elevados níveis de desempenho operacional, foi definido um ciclo de 100 segundos, salvaguardando alguma reserva de capacidade. Foi considerado um tempo de amarelo de 3 segundos e os tempos de limpeza foram calculados tendo por base as características geométricas dos movimentos conflituantes e as velocidades praticadas. Foram definidas 3 fases distintas que permitem servir 6 grupos semafóricos diferentes (ver Figura 2_b).
4.4. Estratégias de ordenamento
A estratégia de ordenamento de tráfego alternativa selecionada foi a integração no sistema de uma via reservada ao TC. Para a análise comparativa foram consideradas três soluções distintas: (1) solução de referência correspondente à rede codificada, sem integração de via reservada; (2) integração de vias reservadas na via mais à direita, sendo que apenas os veículos ligeiros que pretendem virar à direita e ir em frente são autorizados a utilizar o setback; (3) igual à solução (2) contudo apenas os movimentos ligeiros de viragem à direita podem usar o setback.
4.5. Cenários de Procura de Tráfego
A definição dos diferentes cenários de procura de tráfego procurou cobrir um conjunto alargado de situações que potenciasse a generalização dos resultados. Foram considerados dois tipos de análise: (i) avaliação do efeito associado ao carregamento do tráfego à rede - estabelecida a taxa de saturação da rede foram impostos fatores de 80, 100 e 120%; (ii) avaliação do efeito
associado à proporção de Bus de 5, 10 e 15% do volume de tráfego que circula na via principal.
4.6. Otimização dos Planos Semafóricos
Os planos semafóricos que regulam as 4 intersecções da rede foram dimensionadas usando o macro-modelo de otimização incluído no software britânico TRANSYT 15, produzido pelo
Transportation Research Laboratory (TRL, 2015). Esta aplicação permite a otimização de
tempos semafóricos de corredores semaforizados, mediante a minimização de determinados indicadores de desempenho da rede previamente definidos pelo utilizador. No âmbito do presente trabalho, foi definida a seguinte função objetivo:
min (∑𝑛𝑛𝑖𝑖𝑗𝑗∑𝑣𝑣𝑖𝑖𝑗𝑗𝑑𝑑𝑖𝑖𝑖𝑖 × 𝑤𝑤𝑖𝑖𝑖𝑖 × 𝑉𝑉𝑖𝑖𝑖𝑖) (1)
onde:
𝑛𝑛 - [adimensional] - número total de arcos (traffic streams e links); 𝑣𝑣 - [adimensional] - número total de tipos de veículos (i.e. carro, bus); 𝑖𝑖 - [adimensional] – índice relativo ao arco i;
𝑗𝑗 - [adimensional] – índice relativo ao tipo de veículo j;
𝑑𝑑𝑖𝑖𝑖𝑖 - [horas/uvl] - atraso médio por veículo, do tipo de veículo j, no arco i;
𝑤𝑤𝑖𝑖𝑖𝑖 - [percentagem] - peso do tipo de veículo j, no arco i;
𝑉𝑉𝑖𝑖𝑖𝑖 - [uvl/hora] – fluxo de veículos do tipo j, no arco i.
A otimização dos tempos é conseguida pelo software TRANSYT através da variação sistemática do tempo de verde alocado a cada fase, assim como dos offsets entre as interseções sucessivas, tendo-se, por razões de poupança de tempo computacional, optado pela fixação do valor do ciclo. O peso associado a cada tipo de veículo foi definido em função da sua capacidade de transporte, sendo que se considerou que um veículo ligeiro transporta em média 1,25 pessoas e ocupa o espaço de 1 uvl, enquanto um Bus transporta 50 pessoas e ocupa um espaço de 2 uvl, traduzindo-se num peso para os Bus de 20 vezes o atribuído aos veículos ligeiros. Adicionalmente, foram definidos dois conjuntos de restrições para melhorar a probabilidade de obtenção de planos de regulação eficientes. O primeiro corresponde a penalizar as soluções em que os arcos de entrada na rede, i.e., os arcos diretamente ligados aos centróides de geração de tráfego, apresentavam taxas de saturação acima de 100%. Isto foi necessário pois, uma vez que o volume de tráfego no eixo principal é francamente superior ao volume nos eixos secundários (relação 90/10 %), o processo de otimização penalizava fortemente estes eixos, o que acabava por ser inadequado. Por outro lado, optou-se por atribuir uma penalização às soluções que implicassem que as filas no eixo principal tivessem extensões tais que bloqueassem a operação das vias reservadas, devido ao bloqueamento dos setbacks. Esta opção representa uma medida complementar de apoio à melhor operacionalidade dos corredores Bus.
4.7. Calibração e Validação dos modelos TRANSYT e AIMSUN
Obtida a solução otimizada para o plano de temporização, a avaliação dos níveis de desempenho global do sistema foi assente na utilização de modelos de microssimulação. Para garantir que ambos os modelos adotados representavam condições operacionais equivalentes, foi desenvolvido um processo de calibração que envolveu a comparação de resultados retirados diretamente de cada uma das aplicações (TRANSYT e AIMSUN).
Tal processo passou pela imposição de sucessivos e pequenos ajustes aos parâmetros em ambas as aplicações até se obterem diferenças nos resultados, em termos de tempos de percurso, consideradas aceitáveis (Vasconcelos et al., 2009.; Toledo, 2003). Visto que o AIMSUN é um
software que envolve um número extremamente alargado de parâmetros de calibração,
optou-se por considerar esoptou-sencialmente os parâmetros de calibração apontados como relevantes em estudos anteriores (Figueiredo et al, 2014). Atendendo a que estas duas aplicações se baseiam em abordagens teóricas muito distintas (o TRANSYT a um nível macro e o AIMSUN a um nível micro), o processo de calibração revelou-se difícil. Assim, optou-se por ajustar os fluxos que atravessam as intersecções no eixo principal, de modo a garantir que a similaridades dos valores (erro máximo de 2%) nos fluxos de passagem totais, e parciais por entrada. O processo de calibração baseou-se num cenário de procura de tráfego selecionado de forma aleatória, e tendo por base a rede codificada sem adoção de vias reservadas. Por sua vez, a validação passou pela avaliação da similaridade dos resultados para as estratégias com vias reservadas integradas, garantindo assim a independência entre os dois processos de avaliação da robustez dos modelos.
4.8. Seleção e quantificação dos indicadores de desempenho
Foi selecionado um conjunto de indicadores que permitem avaliar o desempenho potencial, e consequentemente a aplicabilidade, de estratégias de ordenamento baseadas em medidas de prioridade ao TC. Estes foram calculados como médias dos resultados obtidos em 30 replicações (diferentes corridas do modelo de microssimulação para um mesmo cenário e uma mesma estratégia, mas usando diferentes condições de partida) para cada cenário, de maneira a esbater o efeito estocástico associado à procura do tráfego, o que garante um intervalo de confiança extremamente reduzido (inferior a 2) para um nível de confiança de 95% (FHWA, 2004).
Para a avaliação do desempenho global da rede foram tidos em consideração dois indicadores de desempenho: o atraso global/uvl e o atraso global/pessoa. O primeiro indicador, expresso em segundos/veículo, permitiu avaliar o desempenho da rede numa ótica tradicional de funcionamento do sistema viário. Por sua vez, o atraso global por pessoa permitiu analisar o desempenho do sistema na ótica do utilizador, sendo expresso em função do número efetivo de pessoas transportadas. Complementarmente, optou-se por analisar o atraso sofrido por veículo ligeiro e por Bus, nos movimentos integrados no eixo principal. Com estes dois indicadores foi possível compreender de forma clara o trade-off entre os dois modos de transporte alternativos, sublinhando o efeito associado à perda de capacidade do eixo sempre que se introduz a via reservada ao TC, contrabalançado pela melhoria da operacionalidade associada ao transporte de massa.
Finalmente, foi ainda estabelecida uma metodologia para analisar a fiabilidade do TC, baseada na avaliação da variabilidade do tempo de percurso associado a este modo de transporte. Tal indicador pretende quantificar de forma indireta o contributo potencial de cada estratégia para o cumprimento dos horários por parte dos serviços BUS, na medida em que, quanto mais estável for o tempo de percurso, mais fiável tenderá a ser o serviço oferecido. Em termos quantitativos, este indicador corresponde à amplitude inter- percentis 5 e 95% da distribuição dos tempos de percurso registados para os Bus.
5. ANÁLISE DOS RESULTADOS
A tabela 1 apresenta, de forma estruturada, os resultados em termos de atraso global na rede, em função das estratégias, dos cenários e dos indicadores de desempenho considerados. De uma maneira geral, e tal como seria expectável, o atraso global aumenta significativamente com a taxa de saturação, independentemente do indicador considerado. Contudo, estes valores tendem
ainda a variar significativamente em função das estratégias adotadas. A afetação de uma via ao uso reservado do TC em que apenas os movimentos de viragem à direita podem usar o setback - estratégia (3), traduz-se num aumento significativo dos valores do atraso global por uvl. Contudo o nível de desempenho melhora largamente quando permitido que no setback possam circular cumulativamente os movimentos de ida em frente – estratégia (2), resultando em atrasos semelhantes aos correspondentes à estratégia sem via reservada (1). No cenário correspondente à taxa de saturação de 100% o atraso obtido chega mesmo a ser inferior, embora tal beneficio só se registe quando a percentagem de Bus é de 5%. Naturalmente que estes resultados dependem da importância relativa entre os volumes de tráfego afetos ao corredor central e às vias secundárias, o que deverá justificar o desenvolvimento de trabalhos complementares.
É ainda de sublinhar que, tal como seria de esperar, a criação da via reservada ao TC se traduz numa diminuição global dos atrasos no sistema, à medida que aumenta a percentagem de Bus na rede. Estes resultados são igualmente validados, quando considerados os indicadores em função do número de pessoas transportadas. Contudo, é particularmente evidente a vantagem associada à criação das vias reservadas ao TC (traduzida na diminuição dos valores do atraso), à medida que aumenta a percentagem de Bus e a taxa de saturação. Naturalmente, em situações saturadas a instabilidade e bloqueio do sistema absorve esse beneficio, registando-se uma perda geral do desempenho.
Tabela 1: Atraso global na rede para cada cenário em s/km e %, por uvl ou por pessoa (PAX) Taxa de saturação
% de
BUS Estratégia 80Atraso UVL s/km/uvl (%)100 120 80Atraso PAX (s/km/pessoa)100 120 5 (1) Sem Via Bus
77 (100) 286(100) 401(100) 53(100) 403(100) 451(100)
(2) Via Bus + setback (↑+→) 76 (99) 231 (90) 416(103) 54(102) 167(42) 270(60)
(3) Via Bus + setback (→) 164 (214) 345(121) 465(116) 108(204) 210(52) 263(58)
10 (1) Sem Via Bus
78(100) 214(100) 367(100) 44(100) 241(100) 392(100)
(2) Via Bus + setback (↑+→) 78(100) 212(99) 398(116) 46(105) 137(57) 235(67)
(3) Via Bus + setback (→) 133(172) 326(152) 448(130) 72(164) 166(69) 234(66)
15 (1) Sem Via Bus
81(100) 160(100) 462(100) 39(100) 118 (100) 523(100)
(2) Via Bus + setback (↑+→) 80(99) 206(129) 398(86) 42(108) 131(111) 343(66)
(3) Via Bus + setback (→) 95(118) 313 (196) 452(98) 48(121) 186(157) 342(65)
Ao analisar o atraso associado aos veículos que circulam no eixo principal (tabela 2) verifica-se que há genericamente um agravamento das condições de circulação para os veículos ligeiros quando se introduz a via reservada ao TC. Contudo, é igualmente evidente a diminuição dos atrasos associados aos TC o que sublinha a importância destas estratégias na promoção da qualidade do serviço oferecido pelo transporte de massa. É ainda de referir que este beneficio não se verifica para o cenário não saturado, onde a introdução de vias reservadas ao TC se traduz num aumento generalizado, embora na maior parte das situações modesto, do atraso associado aos dois modos.
O uso do setback altera significativamente os resultados. Permitir o seu uso por parte dos movimentos de viragem à direita e ida em frente, em situações não congestionadas (taxa
saturação de 80%), resulta em atrasos globais similares à solução sem via reservada. Refira-se ainda que para o cenário saturado (taxa de saturação de 120%), à medida que aumenta a percentagem de Bus, a estratégia (3) tende a revelar-se preferível à (2), já que o aumento da procura do setback por parte dos veículos ligeiros, tende a traduzir-se num aumento das demoras associadas ao Bus, sem beneficio correspondente suficientemente compensador para os automóveis.
Tabela 2: Atraso no eixo principal para os veículos ligeiros (Auto) e para os ônibus (BUS) em s/km e % Taxa de saturação
% Bus Estratégia Auto BUS
80 100 120 80 100 120
5 (1) Sem Via Bus
17(100) 566(100) 493(100) 22(100) 601(100) 533 (100) (2) Via Bus + setback (↑+→) 22(130) 209(37) 541(110) 24(113) 88(15) 117(22) (3) Via Bus + setback (→) 116 (671) 587(104) 673(137) 35(164) 66(11) 71(13) 10 (1) Sem Via Bus
19(100) 238(100) 379(100) 22(100) 262(100) 410(100) (2) Via Bus + setback (↑+→) 22(120) 180(75) 543(143) 25(116) 90(34) 149(36) (3) Via Bus + setback (→) 75(407) 549(230) 640(169) 31(145) 78(30) 129(32) 15 (1) Sem Via Bus
18(100) 86(100) 517(100) 21(100) 100(100) 553(100) (2) Via Bus + setback (↑+→) 22(118) 180(209) 531(103) 26(121) 99(99) 324(59) (3) Via Bus + setback (→) 40(217) 521(604) 617(120) 27(124) 137(137) 305(55) A tabela 3 apresenta o indicador de fiabilidade, aqui traduzidos pela amplitude entre os percentis 5 e 95 da distribuição dos tempos de percurso. É curioso constatar que para situações não saturadas (taxa saturação de 80%) a fiabilidade do TC parece diminuir com a introdução da via reservada (embora de forma ligeira no caso (2), o que poderá estar relacionado com o facto do uso da via reservada impedir a possibilidade de mudanças sistemáticas de via por parte dos BUS e portanto a um aumento da variabilidade do tempo de percurso. Para as restantes taxas de saturação, de uma maneira geral, a implementação das duas estratégias em análise resultam num aumento significativo da fiabilidade dos TC. Todavia, a ordem de grandeza desse benefício é muito semelhante, quer sejam permitidos os movimentos em frente no setback ou não.
Tabela 3: Fiabilidade dos TC – amplitude inter-percentil 5-95 dos tempos de percurso TC (s)
% de BUS Estratégia Taxa de saturação (%)
80 100 120
5 (1) Sem Via Bus
87(100) 2937(100) 2672(100) (2) Via Bus + setback (↑+→) 92(107) 377(13) 403(15) (3) Via Bus + setback (→) 159(184) 417(14) 318(12) 10 (1) Sem Via Bus
75(100) 1531(100) 1732(100) (2) Via Bus + setback (↑+→) 93(124) 354(23) 488(28) (3) Via Bus + setback (→) 165(219) 305(20) 439(25) 15 (1) Sem Via Bus
78(100) 632(100) 2413(100) (2) Via Bus + setback (↑+→) 106(136) 442(70) 1656(69) (3) Via Bus + setback (→) 159(204) 699(111) 1908(79)
O cenário de taxa de saturação de 100% é o que regista maior variabilidade e instabilidade nos resultados, como se pode verificar na situação com percentagem de Bus de 15%. Finalmente o cenário sobressaturado e com 15% de Bus é o que apresenta a maior estabilidade dos tempos de percurso das estratégias, o que provavelmente se pode dever ao bloqueio geral do sistema devido ao congestionamento, que também se verifica na via Bus.
6. CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS
O presente trabalho procurou estabelecer uma metodologia para avaliação do desempenho de medidas/estratégias de apoio ao transporte coletivo, designadamente a introdução de vias reservadas. Esta metodologia assentou no uso combinado de um modelo de optimização de planos de temporização e num modelo de simulação para avaliação do desempenho global do sistema, tendo por base diferentes cenários de variação da procura de tráfego e do peso dos Bus na via principal.
Concluiu-se que o dominio privilegiado de aplicação desta medida de ordenamento depende significativamente dos volumes de tráfego envolvidos. Genericamente, para situações não saturadas (taxa de saturação de 80%) a introdução de vias reservadas tende a agravar as condições de funcionamento do tráfego associado aos restantes modos, sem que se registem benefícios evidentes na circulação dos transportes coletivos.
No limiar de saturação (taxa de saturação de 100%), verificou-se uma grande volatilidade nos valores dos atrasos, sendo que em alguns casos, estes não respeitam a lógica global mais expectável. Tal poderá dever-se à instabilidade do funcionamento da rede já que ligeiras alterações às condições de circulação (simples fenómenos estocásticos) podem traduzir-se em resultados distintos. Para além disso, o fato de a otimização dos tempos semafóricos ter sido feita individualmente para cada combinação de cenários contribui ainda mais para esse efeito. Apesar disso, quando analisados os atrasos por pessoa transportada, os beneficios associados à implementação da via reservada sob qualquer dos cenários de congestionamento (100% ou 120%) são bastante evidentes. Esses beneficios são traduzidos em termos de diminuição dos atrasos associados ao Bus, os quais são contrabalançados apenas parcialmente por um aumento proporcionalmente menor dos atrasos no restante trafego motorizado. Para este conjunto de cenários verificou-se uma equivalência muito grande, ao nível das demoras globais médias por pessoa, no desempenho das duas estratégias associadas à existência de via Bus, sendo que, como expectável, os tempos de percurso e a fiabilidade dos Bus são melhores quando não são permitidos movimentos automóveis em frente no setback.
Quando avaliada a fiabilidade do sistema de TC, verifica-se que perante situações não saturadas, não se justifica a implementação de vias reservadas. Contudo e à medida que aumenta o grau de saturação, essa medida releva-se extremamente eficaz, contribuindo decisivamente para a estabilidade dos tempos de percurso.
Finalmente, indo de encontro aos resultados patentes na bibliografia da especialidade, é ainda perceptível que em todos os cenários, quer a velocidade média, quer a fiabilidade da circulação dos Bus, se vão deteriorando à medida que aumenta o volume de tráfego permitido no setback. Tal mostra que, caso se pretenda uma proteção completa dos Bus relativamente ao efeito do congestionamento, tal implica a atribuição em exclusivo a estes do uso dos corredores Bus, sem
existência de setbacks.
O trabalho apresentado não representa um estudo acabado, justificando-se a prossecução das análises no sentido de aumentar a robustez dos resultados. Visto que a perspetiva da investigação se centrou nas pessoas transportadas é pertinente estender a análise a novos cenários da procura e de repartição direcional, incluindo designadamente os veículos de alta ocupação (high occupancy vehicles) assim como alargar a avaliação a outras configurações de rede.
Agradecimentos
Este trabalho foi desenvolvido no âmbito do projecto de investigação EMSURE - Energy and Mobility for Sustainable Regions (CENTRO-07-0224-FEDER-002004) .
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