METODOLOGIA PARA DEFINIÇÃO DE SEGMENTOS HOMOGENEOS EM ... · coletados em um determinado ponto do...

METODOLOGIA PARA DEFINIÇÃO DE SEGMENTOS HOMOGENEOS EM

RODOVIAS DE PISTA SIMPLES

Rogério Faria D’Avila

Heloisa Maria Barbosa Mestrado em Geotecnia e Transportes

Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG

RESUMO

Este trabalho apresenta uma metodologia específica, através de conceitos já existentes, para a segregação de

Segmentos Homogêneos em uma rodovia de Pista Simples. O objetivo do trabalho é ser uma ferramenta útil no

processo de análise de problemas relacionados à rodovia como condições de terreno, geometria e análise de

acidentes. Além disso a metodologia permite a correta consideração de homogeneidade em função da realidade

das rodovias brasileiras. A referida metodologia consistiu em realizar a divisão de acordo com três variáveis

específicas e caracterização do segmento por outras dez variáveis. Do total de 104 seções de 500 metros foi

possível realizar 20 agrupamentos resultando em um banco de dados com 58 observações, ou seja, houve uma

redução de aproximadamente 44% no número de observações, se considerado o levantamento inicial.

ABSTRACT

This paper presents a specific methodology through existing concepts for the segregation of Homogeneous

segments on a single lane highway. The objective is to be a useful tool in problem analysis process related to the

highway as ground conditions, geometry and analysis of accidents. Also the methodology allows the correct

consideration of homogeneity due to the reality of Brazilian highways. This methodology was applied through

the division according to three specific variables and characterization of Segment control variables. Of the total

of 104 sections of 500 meters was possible 20 groups resulting in a database with 58 observations , that is , a

reduction of approximately 44 % in the number of observations, it considered the initial survey.

1. INTRODUÇÃO

Até a terceira edição do Highway Capacity Manual - HCM (TRB, 1985), as curvas fluxo-

velocidade e, consequentemente, o método do manual para autoestradas e rodovias de pista

dupla, eram diferenciadas segundo a velocidade de projeto da rodovia como um todo (Roess,

2011). No HCM de 1985 foi introduzido o conceito de trechos homogêneos mais curtos,

definidos como segmentos nos quais as características físicas e de tráfego são uniformes.

Com isso, torna-se necessária a correta caracterização, segmentação e classificação de cada

trecho estudado. A definição dos trechos homogêneos permite que parâmetros de tráfego

coletados em um determinado ponto do trecho sejam considerados válidos para toda a sua

extensão, em função da uniformidade das suas características físicas e composição da

corrente de tráfego. Andrade (2011) menciona que os métodos apresentados pelo HCM para

avaliação da capacidade e do nível de serviço em rodovias foram originalmente calibrados

para segmentos com uma gama finita de configurações.

Os métodos, como constantes no manual, não são aplicáveis sem modificações por parte do

analista a trechos com as seguintes características (TRB, 2010): Faixas especiais, reservadas

a um tipo específico de veículo, como faixas de alta ocupação, faixas de ultrapassagem ou

faixas de subida; Imposição de restrição às manobras de mudança de faixas; Segmentos

extensos em ponte ou túnel; Praças de pedágio a jusante; Externalidades que alterem o

comportamento do motorista no que diz respeito à escolha da velocidade praticada, tais como

postos policiais ou dispositivos de fiscalização eletrônica; Uso de técnicas de controle de

acessos (ramp metering) para aumento da capacidade; Bloqueios temporários causados por

construções, acidentes ou travessia de ferrovias; Interferência causada por estacionamentos

nos acostamentos; Presença de pontos de ônibus de uso intensivo; ou Circulação significativa

de pedestres. Segundo o DNER (1998), a extensão máxima admitida para um segmento

homogêneo é de 7000m e, por razões de cunho construtivo, devem ter uma extensão mínima

de 200m. Cada variação de coeficiente angular da curva obtida indica uma mudança do

comportamento médio de um determinado segmento para outro, delimitando as extremidades

dos segmentos homogêneos. A complexidade do processo e a definição das funções de

probabilidade não permite grandes possibilidades de aplicação. No entanto, o método é

caracterizado por uma base estatística rigorosa, o que o torna excelente para verificar a

confiabilidade das outras possíveis metodologias que venham a ser desenvolvidas. Foi

observado que a segmentação realizada pela Diferença Cumulativa Aproximada (CDA) não

consegue identificar algumas variações significativas, a partir dos resultados fornecidos pela

abordagem bayesiana.

Conforme DNIT (2010), os segmentos homogêneos de rodovias são caracterizados pela

definição de trechos rodoviários conforme um conjunto de características semelhantes, sendo

que essas características podem ser diversas, dependendo da abordagem a ser realizada. Pode

ser conveniente, por exemplo, agrupar trechos que possuem volume de tráfego constante em

toda sua extensão, sejam providos com as mesmas características geométricas como

sinuosidade horizontal, ou que estejam inseridos no mesmo tipo de uso do solo lindeiro. A

classificação adotada pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT

leva em consideração três especificações: tipo de pista (simples ou dupla), ocupação da

região lindeira (urbana e rural) e curvatura vertical do segmento (plano, ondulado e

montanhoso), cujas combinações resultam em doze classes de segmentos homogêneos.

Conforme definido no Highway Safety Manual - HSM (AASHTO, 2010), um segmento de

rodovia é uma seção de forma contínua que possibilita operação de duas vias de tráfego, que

não é interrompido por um cruzamento, e consiste em recursos de controle de tráfego

homogêneos. Um segmento começa no centro de uma determinada intersecção e termina no

centro da próxima intersecção, ou onde existe uma mudança a partir de um segmento

homogêneo para outro segmento homogêneo. Quando um segmento de pista inicia ou termina

num cruzamento, o comprimento do segmento de pista é medido a partir do centro da

intersecção.

O HSM menciona que em um processo de segmentação de rodovias com comprimento

variável, cada segmento apresentará homogeneidade em relação a características tais como os

volumes de tráfego e recursos de controle de tráfego. No entanto, é provável que vários

segmentos homogêneos estejam localizados entre dois cruzamentos. Essa segmentação leva

em consideração as seguintes variáveis: Início ou no final de uma curva horizontal (transições

espirais são consideradas parte da curva); Ponto de Interseção Vertical (PIV) para uma curva

de crista vertical, saída de uma curva vertical ou um ângulo de inclinação em que duas classes

diferentes de estrada se encontram; Início ou fim da pista de ultrapassagem ou seção com

maiores possibilidades de ultrapassagens; Volume Médio Diário Anual de Tráfego – VMDA;

Largura da faixa; Largura do acostamento; Tipo de acostamento; Avaliação de risco à

margem da estrada; Presença ou ausência de iluminação; Presença ou ausência de controle de

velocidade. O HSM recomenda o uso de segmentos homogêneos relacionados com volume,

número de faixas, raio de curva, presença de rampa, largura da via, larguras de acostamento,

dentre outros. Salienta-se que há uma sugestão de um segmento ter comprimento não inferior

a 500 metros.

2. ESTUDOS ENVOLVENDO SEGMENTOS HOMOGÊNEOS

Ao longo da rodovia, existe uma variação das características físicas e operacionais. Assim,

divide-se a rodovia em um conjunto de segmentos, chamados de trechos homogêneos.

Quando a rodovia é bem uniforme, a divisão em trechos homogêneos é dada entre interseções.

Do contrário, a divisão é feita sempre que houver (AASHTO, 2010): início ou fim de curva

horizontal; ponto de interseção vertical (ponto de inflexão entre dois greides); início ou fim de

pista dupla; variação de vdma; variação de largura de faixa; variação de largura de

acostamento; tipo de revestimento do acostamento; densidade de acessos; obstáculos laterais;

presença/ausência de guias sonoras; presença/ausência de iluminação; presença/ausência de

fiscalização eletrônica.

Vogt et al. (1998) realizaram um estudo com o objetivo de avaliar interseções em estradas

rurais dos estados de Minessota e Washington. Os dados deste estudo foram obtidos a partir

do Highway Safety Information System (HSIS) e de planos de construção as-built. Os

segmentos rodoviários foram identificados em cada estado: Segmentos HSIS de duas pistas

nos dois sentidos, com comprimentos dos segmentos de 0,16 km, largura de vias não superior

a 7,32 m, e acostamento não superior a 3,66 m. Foram considerados os valores de volume

médio diário (VMD), comprimento do segmento e largura da faixa. As principais variáveis

utilizadas na avaliação de segmentos rodoviários foram: Número total de acidentes fora da

interseção no período considerado; Acidentes com vítimas no período de tempo: acidentes

envolvendo fatalidade, lesão, ou possível lesão. Excluem-se os acidentes em que ocorreram

apenas danos materiais; Volume médio diário: VMDA em veículos por dia; Comprimento do

segmento; Largura da faixa em metros; A largura acostamento; Grau de curva para curva

horizontal número i em um segmento: DEGm em graus por 100 m (DEG em graus por 100

pés); Peso por número de curva horizontal i: Esses pesos são não-negativos; Classificação de

risco à beira da estrada: RHR. Esta medida tem valores inteiros de 1 a 7 (um a sete);

Densidade: Densidade média em número de calçadas por quilômetro; Velocidade

regulamentada; Percentual de veículos comerciais de tráfego; Outras variáveis derivadas a

partir do acima exposto e utilizadas na modelagem incluem; Exposição: em milhões de

veículos km (em milhões de milhas do veículo), onde o período do estudo é Y em anos;

Largura total: Largura da faixa do segmento em centímetros; Grau de curva: em graus por 100

m (H em graus por 100 pés); Taxa de grau curva em porcentagem por 100 m (V em

percentagem por 100 pés); Grau absoluto: em porcentagem.

Cafiso e Graziano (2012) analisaram a situação da superfície e a capacidade estrutural do

sistema de pavimento nas rodovias da Comunidade Europeia para propor uma solução de

reabilitação. Foi necessário realizar a divisão das rodovias em setores homogêneos. Esta

tarefa foi realizada utilizando a metodologia proposta por Vrancianu (2006) que considerou as

seguintes variáveis: deflexões máximas registradas na rodovia; média da deformação máxima

registrada; cálculo das somas acumuladas; separação das zonas para as quais a inclinação do

gráfico é aproximadamente constante (uma mudança na inclinação indica falta de

homogeneidade); avaliação estatística conforme teste T-Student. Em resumo, o estudo buscou

avaliar as alterações usando a variável deflexão para dividir um trecho longo da rodovia em

segmentos homogêneos. Esse procedimento faz uso do método das diferenças acumuladas

AASHTO (1993) que consiste na seguinte sequência de cálculos: (i) do valor médio da

deflexão para todo o trecho (D); (ii) da diferença entre cada valor individual e o valor médio;

(iii) dos valores acumulados das diferenças; (iv) plota-se em um gráfico, nas abscissas as

distâncias e nas ordenadas os valores acumulados das diferenças. Cada variação de coeficiente

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877042812044187

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877042812044187

angular da curva obtida indica uma mudança do comportamento médio de um determinado

segmento para outro, delimitando as extremidades dos segmentos homogêneos.

Persaud et al. (2012) realizaram um estudo considerando cinco abordagens diferentes para a

definição de segmentos homogêneos. Foram ao todo cinco propostas de segmentação:

Segmentação I: segmentos de homogeneidade em relação ao VMDA e curvatura, como

sugerido pelo HSM, utilizando VMDA e a curvatura como variável explicativa; Segmentação

2: Organização dos dados de forma que cada segmento tenha duas curvas e duas tangentes,

evitando segmentos curtos quando se utiliza uma única curva; Segmentação 3: Segmentos

com VMDA constante; outras variáveis podem não ser constantes; Segmentação 4:

Segmentos com comprimento constante. Especificamente, foi escolhido o comprimento de

650m, e selecionado para ser mais longo do que apenas a curva horizontal mais longa; e

Segmentação 5: Todas as variáveis utilizadas no procedimento passo a passo são constantes

dentro de cada segmento com o seu valor original. Para este estudo, Persaud et al. (2012)

utilizaram as variáveis VMDA, raio da curva, inclinação e barreira. A Curvatura foi tratada

como taxa de alteração da curva (CCR) do segmento avaliado, em que Yi é o ângulo de

deflexão de um elemento contíguo (curva e tangente) e dentro de um segmento de

comprimento L. Inclinação: Taxa de variação (SCR) para o perfil vertical do segmento da

rodovia, que representa a variação da inclinação no interior de um único segmento, em que

δi é o ângulo de deflexão para uma inclinação relacionada com o alinhamento horizontal

dentro de uma seção de comprimento L. Riscos à margem de uma rodovia (RSH), que se

baseia tanto no tipo de seção (trincheira, aterro, viaduto) e do tipo de barreira com referência à

norma europeia EN 1317-1 (1998). O RSH assume seis possíveis valores (de 1 a 6, em ordem

crescente de perigo potencial). O resultado apontou que a Segmentação 2 apresentou os

melhores resultados para a forma do modelo primário, com base tanto nos indicadores de

desempenho (Estimativa Akaike ou QIC) e nos cure plots das curvas residuais.

De forma geral, os estudos mencionados apresentam focos diferentes e variáveis distintas. A

divisão por ponto de inflexão da rodovia não considera que no intervalo pode haver diferenças

quanto às características operacionais. A proposta deste trabalho é apontar dentre as variáveis

apresentadas, as que sejam mais significativas em função das características e do seu impacto

no tocante à gestão de rodovia, e também acrescentar outras não contempladas, de forma a

desenvolver uma metodologia mais robusta de divisão de segmento homogêneo para

rodovias.

3. METODOLOGIA

A metodologia deste trabalho é composta pelas seguintes etapas: (i) Definição e

caracterização da área de estudo; (ii) Avaliação do banco de dados; (iii) Definição das

variáveis determinantes do segmento homogêneo; (iv) Divisão em segmentos homogêneos. O

detalhamento das etapas é apresentado a seguir.

3.1 Definição e Caracterização da Área de Estudo

A rodovia MG-050 inclui o trecho de entroncamento da BR-262 (Juatuba) - Itaúna,

Divinópolis, Formiga, Piumhi, Passos, São Sebastião do Paraíso, o trecho de entroncamento

da MG-050/ Entroncamento BR-265 (da BR-491 do km 0,0 ao km 4,65) e o trecho de São

Sebastião do Paraíso até a Divisa MG/SP da Rodovia BR-265. O trecho total sob concessão

tem cerca de 372 quilômetros de extensão. Atualmente, o eixo de concessão é dividido em 20

(vinte) segmentos homogêneos. Essa divisão foi realizada de forma empírica pelo Poder

Concedente (DER-MG), ou seja, não há um estudo acadêmico ou técnico para embasar essa

segmentação homogênea da rodovia. Para o presente estudo optou-se por utilizar o segmento

que possui o maior comprimento. Essa decisão foi tomada considerando que dentro desse

grande segmento poder-se-á avaliar com maior assertividade o processo de homogeneidade.

Desta forma, selecionou-se o Segmento 10 que possui aproximadamente 51 km de extensão e

está localizado entre os municípios de Córrego Fundo e Doresópolis (km 212 ao km 264). A

Figura 1 ilustra o trecho da rodovia em avaliação neste estudo, na qual é possível verificar os

marcos quilométricos (números e símbolos) do trecho avaliado e, próximo ao km 261 o trecho

de Doresópolis.

Figura 1: Extensão do Segmento 10 (km 212 ao km 264).

Fonte: SETOP

3.2 Coleta do Banco de Dados

Para a análise do segmento de 51 km foram utilizados os dados planialtimétricos da Rodovia

MG-050 disponíveis em formato compatível com o software AutoCad. Nesse levantamento

encontraram-se as informações básicas relativas às caraterísticas físicas e operacionais do

segmento de estudo como greide e raio de curva. Além disso, foram disponibilizadas em

arquivos em AutoCad, informações relativas à sinalização horizontal e vertical da rodovia

para o trecho estudado. Ressalta-se que o levantamento planialtimétrico foi construído em

pranchas (AutoCad) com seções longitudinais de 500 metros. Desta forma, tomou-se como

ponto de partida para o presente estudo essa divisão feita pela própria concessionária. Isto não

quer dizer que os subtrechos a serem avaliados possuem homogeneidade no que diz respeito à

extensão. Por exemplo, o primeiro subtrecho pode ter 500 metros, mas o segundo subtrecho

pode ser agrupado por três seções (conforme os passos da metodologia apresentados adiante)

e resultar em um comprimento de 1,5 km.

3.3 Definição das Variáveis Determinantes do Segmento Homogêneo

Conforme apresentado, o processo de definição de segmento homogêneo não é simples. A

correta avaliação de um segmento homogêneo carece de diversos critérios e variáveis muito

bem definidos, além de uma base de dados consistente. De forma geral, a escolha das

variáveis se baseou no contexto de probabilidades de acidentes. Por exemplo, a probabilidade

de acidente em pista dupla é menor que em pista simples. Outro exemplo, é que a

probabilidade de acidente em terreno plano é maior que terreno ondulado, e assim por diante.

Esta é a chave para uma maior assertividade nos resultados finais. Para o presente estudo

referente ao segmento 10 da rodovia (km 212,5 ao km 264) utilizou-se uma base de dados

referente ao ano de 2010 objetivando incorporar o maior número de variáveis mencionadas na

revisão bibliográfica sobre o assunto. As variáveis selecionadas neste trabalho para a

determinação e caracterização de segmentos homogêneos foram: Tipo de Pista, Perímetro

Urbano, Tipo de Terreno, Greide, Raio de Curva, Existência de Interseção, Quantidade de

Acessos, Volume Médio Diário Anual (VMDA), Velocidade Operacional, Sinalização

Vertical e Horizontal, Largura de Faixa e Largura de Acostamento.

3.4 Divisão e Caracterização dos segmentos homogêneos

O processo de análise para a segmentação homogênea é feito em passos sequenciais, partindo-

se da divisão inicial em subtrechos de 500m, premissa deste estudo, descritos a seguir: Passo

1 – Agrupamento por subtrechos em função do tipo de pista; Passo 2 – Agrupamento por

subtrecho que possui perímetro urbano, conforme levantamento cadastral; Passo 3 –

Agrupamento por subtrechos que possuem a mesma classificação de tipo de terreno (plano,

ondulado ou montanhoso). Passo 4 – Parte-se do agrupamento por subtrechos do passo

anterior. Neste passo são feitas considerações em relação às variáveis VMDA, Greide e

Curva. Para o VMDA adota-se uma média harmônica dos volumes observados nos subtrechos

de 500 metros. Para o Greide utiliza-se a média ponderada em função do cálculo de

inclinação. Para Raio de curva adota-se o menor raio entre as curvas existentes no trecho

selecionado. Passo 5 – Nesse passo são analisados os locais onde existe interseção, seja em

nível ou desnível e também a quantidade de acessos existente ao longo dos subtrechos. Passo

6 – São realizadas considerações específicas da velocidade operacional de cada trecho

verificando a possibilidade de homogeneidade. Passo 7 – No que tange a sinalização, largura

de faixa, caso haja algum subtrecho que possua deficiência na sinalização, o trecho será

classificado como “Não atende” para as demais variáveis considerar-se-á uma média dos

valores obtidos dentro do possível agrupamento.

4. AVALIAÇÃO E RESULTADOS

São apresentados neste item os resultados da aplicação da metodologia para a segmentação

homogênea do trecho avaliado. Conforme mencionado anteriormente, a primeira análise

realizada baseou-se nas informações do levantamento planialtimétrico da Concessionária, que

estão dispostas em intervalos de 500 metros. O trecho em estudo apresenta aproximadamente

51 km de extensão do km 212,5 inicial ao km 264 final. Ressalta-se que outras considerações

poderiam ser levadas em conta nesse processo para que houvesse um agrupamento ainda

maior, como índice de obstáculos laterais à direita do sentido de tráfego, presença ou ausência

de faixa de acomodação central para conversão à esquerda, dentre outras. A variável

“Acidente”, é a variável dependente, ou seja, é aquele fator ou propriedade que é efeito,

resultado, consequência ou resposta de algo que foi estimulado, é o efeito observado como

resultado da manipulação da variável independente. A Tabela 1 apresenta a dimensão de parte

do banco de dados utilizado no estudo (km 212,5 ao km 214,5).

Tabela 1: Parte do Banco de Dados – km 212,5 ao km 215,5

4.1 Agrupamento por subtrechos em função do tipo de pista

Como a segmentação da rodovia é um processo contratual, mesmo uma alteração de pista

simples para pista dupla, a concessionária não faria alteração em sua segmentação inicial.

Importante salientar que o segmento analisado é constituído em sua totalidade por “Pista

Simples”. Caso fosse diagnosticada alguma configuração de Pista Dupla ou existência de 3ª

faixa, a variável tipo de pista se tornaria a primeira a ser considerada na segmentação

proposta.

4.2 Agrupamento por perímetro urbano

A existência ou não de perímetro urbano foi a segunda análise no processo de agrupamento de

subtrechos. Ao longo do segmento avaliado foram identificados todos os pontos com

informações de início e/ou fim de perímetro urbano. A justificativa para essa escolha é que

em locais com perímetro urbano há uma maior incidência de acidentes, principalmente de

colisão transversal, lateral, traseira e atropelamentos que são típicos de um conflito de

necessidades de deslocamentos urbanos. Importante salientar que o perímetro urbano

considerado neste estudo foi aquele em que a rodovia corta o distrito/município, ou seja, a

rodovia incorpora a área urbana.

4.3 Agrupamento por tipo de terreno

Após a avaliação da existência ou não do Perímetro urbano ao longo da rodovia, a terceira

variável analisada foi o “Tipo de Terreno”. Essa decisão se justifica, pois, o tipo de terreno é

fator de grande influência em diversos estudos de tráfego rodoviário como, por exemplo, nível

de serviço, alocação de praças de pedágio, implantação de obras de arte, dentre outros. No que

diz respeito esta variável foi possível realizar 17 agrupamentos. Esse agrupamento permitiu a

redução de aproximadamente 44% no número de observações. Ressalta-se que outras

variáveis poderiam ser levadas em conta nesse processo para que houvesse um agrupamento

ainda maior, como índice de obstáculos laterais à direita do sentido de tráfego, presença ou

ausência de faixa de acomodação central para conversão à esquerda, dentre outras. A Tabela 2

ilustra os agrupamentos realizados para Tipo de Terreno do km 212,5 ao km 214.

Tabela 2: Agrupamento por Tipo de Terreno

km Inicial km Final Tipo de terreno

212,5 213 Ondulado

213 213,5 Montanhoso

213,5 214 Ondulado

214 214,5 Ondulado

4.4 Agrupamento por greide e raio de curva

Em um determinado trecho pode haver mais de uma informação de “Greide”. Neste caso, para

encontrar o valor da inclinação foi feito um cálculo ponderando a extensão do segmento em

Km Inicial Km Final Velocidade Tipo de Pista Tipo de TerrenoRaio de

Curva

Perímetro

Urbano

Existência de

Interseção

Quantidade de

Acesso

Condição de

SinalizaçãoVolume Greide

Largura de

Faixa

Largura de

Acostamento

212,5 213 80 Pista Simples Ondulado 599,3 Não Não 0 Sim 2552 3,66 3,3 1,5

213 213,5 80 Pista Simples Montanhoso 1204 Não Não 0 Sim 2560 5,02 3,3 1,5

213,5 214 80 Pista Simples Ondulado 0 Não Não 0 Sim 2555 2,86 3,3 1,5

214 214,5 80 Pista Simples Ondulado 0 Não Não 0 Sim 2553 3,3 3,3 1,5

214,5 215 80 Pista Simples Plano 0 Não Não 0 Sim 2557 1,92 3,3 1,2

215 215,5 60 Pista Simples Montanhoso 1281 Não Não 0 Sim 2551 -6,1 3,3 1,5

215,5 216 80 Pista Simples Plano 0 Não Não 0 Sim 2551 -1,8 3,3 1,5

função da inclinação de cada ponto específico, conforme apresentado no levantamento

planialtimétrico da rodovia. Outra variável de importante consideração no processo de

caracterização do segmento homogêneo é o raio de curva. Conforme consenso acadêmico,

raios de curvas pequenos aumentam a probabilidade de acidentes. Neste contexto, visando

também contribuir para o processo de identificação de pontos críticos da rodovia, optou-se

como premissa a utilização do menor valor. A Tabela 3 apresenta um exemplo dos resultados

para raio de curva e Greide.

Tabela 3: Greide Ponderado

km Inicial km Final Greide (%) Raio de Curva (m)

212,5 213 3,6615 599,25

213 213,5 5,016 1203,72

213,5 214,5 3,068 0

4.4 Volume Médio Diário

Os dados referentes ao VMDA (Volume Médio Diário Anual) foram obtidos através das

praças de pedágio e dos analisadores de tráfego (ATs) localizados ao longo da rodovia. Já os

dados obtidos através dos analisadores de tráfego são obtidos apenas quando estes estão em

funcionamento. Os dados dos ATs são segregados em auto (automóvel), moto, ônibus e

caminhão, os veículos pesados são classificados de 2 eixos a 5 eixos. Para a variável

“Volume” utilizou-se como premissa para o agrupamento a média geométrica. A Tabela 5

apresenta os dados de volume de tráfego ao longo dos anos.

Tabela 4: Dados de Volume de Tráfego

km Inicial km Final Volume

212,5 213 2557

213 213,5 2592

213,5 214,5 2545

4.5 Agrupamento por interseção

Uma avaliação importante no processo de divisão de segmento homogêneo está ligada à

existência ou não da interseção, conforme mencionado em itens anteriores. O agrupamento

para essa variável ocorre a partir do momento em que há informações relativas ao tipo de

interseção existente em um determinado subtrecho. A avaliação da quantidade de acessos

existentes ao longo do trecho em estudo é também de grande significância, pois em um

contexto de rodovia, os acessos, quando não sinalizados corretamente ou com visibilidade

inadequada aumentam a probabilidade de ocorrência de acidentes. Segundo AASHTO (2010),

para subtrechos muito curtos (menores que 800 metros) o uso da densidade de acessos para

um segmento individual resulta em um número de acessos superior ao real, uma vez que a

densidade de acessos é inversamente proporcional ao comprimento do segmento. A Tabela 5

ilustra a proposta de agrupamento por quantidade de acessos.

Tabela 5: Quantidade de acessos e existência de interseção

km Inicial km Final Existência de

Interseção

Quantidade

de Acesso

212,5 213 Não 0

213 213,5 Não 0

213,5 214,5 Não 0

4.6 Agrupamento por velocidade operacional

A variável “Velocidade Operacional” foi obtida através do levantamento cadastral da rodovia

realizado pela concessionária. Esta variável considera a velocidade usada no projeto da

rodovia. Para a referida variável, foi proposta a adoção do maior valor de velocidade, como

medida de segurança para a modelagem a ser realizada. Essa decisão considerou que quanto

maior a velocidade, melhor estará a condição da via para tráfego e também maior a

probabilidade de ocorrência de acidentes. A Tabela 6 mostra os resultados.

Tabela 6: Dados de Velocidade

km Inicial km Final Velocidade Operacional

(km/h)

212,5 213 80

213 213,5 60

213,5 214,5 80

4.7 Agrupamento por Sinalização, Largura de Faixa e Acostamento

A variável “Sinalização" em uma rodovia é de extrema importância como medida efetiva para

a redução de acidentes. Neste caso, se no processo de agrupamento fosse identificado que

uma observação possui deficiência na sinalização o intervalo todo seria avaliado como não

atendendo às exigências, ou seja, o campo da tabela de agrupamento apresentaria resultado

NÃO. No presente caso, a condição da sinalização está favorável conforme as normas do

DNIT e, neste contexto, recebeu classificação SIM.

Salienta-se que nesta variável sinalização estão contempladas informações como (Presença ou

Ausência de Iluminação, Fiscalização Eletrônica, Sinalização Ostensiva, dentre outros). Já os

dados referentes a Largura de Faixa e Acostamento também foram extraídos do levantamento

planialtimétrico da rodovia de estudo. Salienta-se que, assim como no contexto do tipo de

pista, as larguras também foram monitoradas ao longo dos três anos de análise. Para as

variáveis “Largura de Faixa” e “Largura de Acostamento” utilizou-se como premissa o

conceito estatístico de medida de tendência central – moda - que é o valor que detém o maior

número de observações identificadas. A Tabela 7 apresenta as informações relativas às

condições de sinalização, largura de faixa e largura de acostamento.

Tabela 7: Dados de Sinalização, Largura de Faixa e Acostamento

km

Inicial

km

Final

Condição de

Sinalização

Largura de

Faixa (m)

Largura de

Acostamento (m)

212,5 213 Sim 3,3 1,5

213 213,5 Sim 3,3 1,5

213,5 214,5 Sim 3,3 1,5

A Tabela 8 apresenta o banco de dados final que considera os agrupamentos e as

caracterizações dos segmentos homogêneos descritos neste artigo.

Tabela 8: Banco de dados Final

De forma geral, essa redução representa significativa importância, pois a proposta

metodológica apresentada neste artigo tende a considerar, como resultado final, um conceito

km Inical km Final Comprimento Velocidade Tipo de

PistaTipo de Terreno

Raio de

Curva

Perímetro

Urbano

Existência de

Interseção

Quantidade

de Acesso

Condição de

SinalizaçãoVolume Greide

Largura

de Faixa

Largura de

Acostamento

246,5 247 0,5 80 Simples Montanhoso 0 Não Não 0 Não 2501 4,17 3,5 1,5

249 250 0,5 80 Simples Montanhoso 0 Não Não 1 Não 2505 4,87 3,5 1,5

225 226 0,5 60 Simples Plano 0 Não Não 0 Sim 2505 1,97 3,5 1,5

260 262 2 60 Simples Montanhoso 281 Não Sim 5 Não 2507 4,33 3,5 1,5

239 240 1 60 Simples Montanhoso 0 Não Não 0 Não 2511 5,16 3,5 1,5

252 255 2,5 60 Simples Montanhoso 236 Não Não 4 Não 2512 -4,94 3,3 1,2

232,5 235 2,5 80 Simples Montanhoso 499 Não Não 2 Não 2514 -5,89 3,3 1,2

223 224 0,5 60 Simples Ondulado 434 Não Não 0 Sim 2516 -3,06 3,5 1,5

237 238 0,5 80 Simples Plano 719 Não Não 0 Não 2520 -1,07 3,5 1,5

247,5 249 1 80 Simples Montanhoso 0 Não Não 0 Não 2521 -5,04 3,5 1,5

214,5 215 0,5 80 Simples Plano 0 Não Não 0 Sim 2523 1,92 3,3 1,2

235,5 236 0,5 80 Simples Ondulado 773 Não Não 0 Não 2523 2,12 3,5 1,5


258,5 259 0,5 80 Simples Plano 0 Não Não 0 Não 2527 1,32 3,3 1,2

236 237 0,5 80 Simples Montanhoso 873 Não Não 0 Não 2527 -6,12 3,5 1,5

254,5 255 0,5 60 Simples Ondulado 174 Não Não 0 Não 2530 -2,79 3,3 1,2

263,5 264 0,5 60 Simples Ondulado 278 Sim Não 0 Sim 2530 3,46 3,5 1,5


255 259 3,5 80 Simples Montanhoso 341 Não Não 3 Não 2532 4,18 3,5 1,5


245 246 0,5 80 Simples Ondulado 0 Não Não 0 Não 2532 3,46 3,5 1,5

229 230 0,5 60 Simples Ondulado 858 Não Não 0 Não 2533 -2,61 3,5 1,2

245,5 247 1 80 Simples Plano 0 Não Não 1 Não 2533 -1,79 3,5 1,5

216 217 1 80 Simples Montanhoso 245 Não Sim 2 Sim 2534 4,94 3,5 1,5

235 236 0,5 80 Simples Plano 0 Não Não 1 Não 2534 0,86 3,5 1,5


247 248 0,5 80 Simples Plano 0 Não Não 1 Sim 2536 -0,50 3,5 1,5

262 263 0,5 60 Simples Plano 0 Não Não 0 Sim 2537 -1,22 3,5 1,5

225,5 228 2,5 60 Simples Montanhoso 293 Não Não 0 Sim 2538 4,95 3,5 1,5


215,5 216 0,5 80 Simples Plano 0 Não Não 0 Sim 2542 -1,76 3,3 1,5

213,5 215 1 80 Simples Ondulado 0 Não Não 0 Sim 2545 3,07 3,3 1,5


212,5 213 0,5 80 Simples Ondulado 599 Não Não 0 Sim 2557 3,66 3,3 1,5

231,5 232 0,5 80 Simples Plano 0 Não Não 1 Sim 2563 -0,76 3,5 1,5


251,5 252 0,5 60 Simples Ondulado 191 Não Não 0 Sim 2565 -3,78 3,5 1,5


219,5 220 0,5 60 Simples Ondulado 0 Não Não 0 Não 2567 -2,84 3,3 1,5

240 241 0,5 50 Simples Plano 0 Não Sim 1 Sim 2567 -1,58 3,5 1,5

217,5 220 2 80 Simples Montanhoso 703 Não Não 1 Não 2569 4,99 3,5 1,5

217 218 0,5 60 Simples Ondulado 0 Não Não 0 Sim 2570 3,75 3,5 1,5

222,5 223 0,5 60 Simples Montanhoso 0 Não Não 0 Sim 2572 5,23 3,5 1,5

238 239 1 80 Simples Ondulado 0 Não Não 1 Não 2576 2,79 3,3 1,2

259 260 0,5 80 Simples Ondulado 0 Não Não 1 Não 2579 -2,66 3,3 1,2

262,5 264 1 60 Simples Montanhoso 324 Sim Não 2 Não 2580 6,07 3,5 1,5



232 233 0,5 80 Simples Ondulado 0 Não Não 0 Sim 2586 3,98 3,3 1,2

259,5 260 0,5 60 Simples Plano 655 Não Não 2 Não 2588 -0,36 3,3 1,2


213 214 0,5 80 Simples Montanhoso 1204 Não Não 0 Sim 2592 5,02 3,3 1,5


250,5 252 1 60 Simples Montanhoso 687 Não Não 1 Não 2596 -6,15 3,5 1,5

220 222 1,5 60 Simples Montanhoso 251 Não Não 0 Sim 2597 -6,04 3,3 1,5

242 244 2 50 Simples Montanhoso 0 Sim Sim 5 Não 2597 -3,85 3,3 1,2


215 216 0,5 80 Simples Montanhoso 1281 Não Não 0 Sim 2599 -6,12 3,3 1,5

223,5 225 1 60 Simples Montanhoso 239 Não Não 0 Sim 2600 5,45 3,5 1,5

244 245 1 70 Simples Montanhoso 0 Não Não 2 Não 2600 -6,66 3,5 1,5

mais assertivo daquilo que pode ser considerado como homogêneo. Do total de 104 seções de

500 metros foi possível realizar 20 agrupamentos resultando em um banco de dados com 60

observações, ocorrendo uma redução de aproximadamente 44% no número de observações,

em relação ao levantamento inicial. Importante salientar que a metodologia aqui proposta

apresenta como vantagem, em relação às demais, o fato de incorporar as variáveis perímetro

urbano e interseções na divisão de segmentos homogêneos, não adotadas até então. Além

disso, a metodologia está voltada às características físicas e operacionais de rodovias

brasileiras, o que pode ser considerado uma contribuição significativa.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Este artigo teve por objetivo apresentar uma proposta metodológica de divisão de segmentos

homogêneos em rodovias de pista simples que teve como ponto de estudo a MG-050. Para

lograr êxito foi necessário revisar estudos sobre o tema para identificar as variáveis utilizadas

na obtenção de segmento homogêneo. A partir dessa base teórica, foi possível coletar

informações físicas e operacionais da rodovia em estudo, bem como os dados relativos ao

segmento de rodovia selecionado.

Para este artigo utilizou-se um segmento de pista simples de 51 km classificado pela

concessionária como segmento homogêneo número 10, de um total de 20 segmentos

homogêneos. A divisão em segmentos homogêneos atual foi realizada de forma empírica pelo

Poder Concedente. Desta forma, foi proposta uma nova divisão em função de 13 variáveis

hierarquizadas em função da sua importância para o processo aqui proposto. No que diz

respeito à variável “Tipos de Terreno” foi possível realizar 17 agrupamentos. Esse

agrupamento permitiu a redução de aproximadamente 44% do total de observações

(subtrechos). Ressalta-se que outras variáveis poderiam ser levadas em conta nesse processo

para que houvesse um agrupamento ainda maior, como índice de obstáculos laterais à direita

do sentido de tráfego, presença ou ausência de faixa de acomodação central para conversão à

esquerda, dentre outras.

Propôs-se uma divisão de segmentos homogêneos com características voltadas para a

realidade brasileira, uma vez que, os padrões internacionais diferem um pouco. A

metodologia proposta apresenta treze variáveis para a divisão em segmentos homogêneos,

número significativamente superior às outras metodologias, ressaltando-se a a inclusão das

variáveis tipo de terreno (plano, ondulado e montanhoso), velocidade operacional e existência

de perímetro urbano. Acredita-se que incorporar essas variáveis no processo de divisão de

segmentos homogêneos apresenta um ganho significativo para esse tipo de estudo, pois

permitirá análises mais consistentes dos trechos de rodovias no que diz respeito aos problemas

nos relacionados às condições de terreno e geométricas. Espera-se que a metodologia aponte

em estudos de acidentes

O método desenvolvido é específico para rodovias de pista simples e testado na Rodovia MG-

050. Recomenda-se aplicar esta metodologia em outras rodovias com características

semelhantes a fim de avaliar a eficácia da divisão de segmentos homogêneos. É importante

em trabalhos dessa natureza garantir melhor qualidade das informações coletadas,

principalmente no que diz respeito ao levantamento planialtimétrico da rodovia, dados

volumétricos e localização dos analisadores de tráfego, uma vez que, alguns dados utilizados

precisaram ser descartados por não ter um padrão aceitável de qualidade.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq pela

concessão de auxílio para realização dessa pesquisa.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AASHTO (1993) – American Association of State Highway and Transportation Officials. AASHTO guide for

design of pavement structure. Washington, USA.

Andrade, C. M. (2011) O modelo QRSP para quantificação do risco na saída de veículos da pista em rodovias.

São Carlos, SP.

Cafiso, S., Di Graziano (2012) Expert's Opinion in bus transport safety management using Delphi Technique.

TRB 91st Annual Meeting Compendium of Papers, CD-ROM, TRB, National Research Council,

Washington, D.C., 2012 (under review process).

DNER (1998) Departamento Nacional de Estradas e Rodagem. Guia de Redução de Acidentes com Base em

Medidas de Engenharia de Baixo Custo. Rio de Janeiro: DCTec, 1998. 140p.

DNIT (2010) Manual de Sinalização Rodoviária, 3ª edição. Rio de Janeiro, 2010.

Persaud, B., Lord, D.; Bassani, M.; Sacchi, E. (2012) Assessing International Transferability of the Highway

Safety Manual Crash Prediction Algorithm and its Components. Transportation Research Record, ed.

TRB 2012 Annual Meeting, Washington D.C., USA. Transportation Research Record.

Roess, R. P. (2011) Speed-Flow Curves for Freeways in the HCM: A Historical Perspective. 90th Annual

Meeting of the TRB, Washington, DC (CD-ROM)

Rübensam, J.; Schulze, F. (1996) Método de definição de segmento homogêneos com base em inventário viário e

sistemas inteligentes de trânsito. Ministério Federal dos Transportes Departamento de Estradas Bonn-Bad

Godesberg. Alemanhã.

TRB (1985) Highway Capacity Manual. Special Report 209. Transportation Research Board, Washington, D.C.

TRB (2010) Highway Capacity Manual 2010. Transportation Research Board, The National

Academies,Washington, D.C.

Vogt, A.; Bared, J. (1997) Accident models for two-lane rural segments and intersections. Transportation

Research Record, 1635, p.18-29, 1997.

Vrancianu I.D (2006) Definition of Homogeneous Road Sector According to COST 336. Portugal.

___________________________________________________________________________ Rogério D´Avila ([email protected])

Heloisa Maria Barbosa ([email protected])

Escola de Engenharia da UFMG

Departamento de Engenharia de Transportes e Geotecnia,

Mestrado em Geotecnia e Transportes

Avenida Antônio Carlos, 6627, Campus Pampulha

31270-901 – Belo Horizonte.

METODOLOGIA PARA DEFINIÇÃO DE SEGMENTOS HOMOGENEOS EM ... · coletados em um determinado ponto do...

Documents

Transcript of METODOLOGIA PARA DEFINIÇÃO DE SEGMENTOS HOMOGENEOS EM ... · coletados em um determinado ponto do...