Avaliação do desempenho de redes viárias congestionadas: tráfego, energia e segurança

Nas últimas décadas tem-se assistido a um uso intensivo do transporte individual privado, que se destaca pelas suas evidentes vantagens do ponto de vista do utilizador. Tal tendência tem gerado um aumento ao nível de congestionamento, atrasos, acidentes e poluição, principalmente em zonas urbanas, e muitas vezes conduzem à adoção de comportamentos que envolvem algum risco por parte dos condutores. O presente trabalho tem como principal objetivo a análise detalhada de redes viárias em situações de congestionamento e da adoção, por parte dos condutores, de comportamentos inadequados ao tipo de via em que se encontram (como a prática de velocidades excessivas), nomeadamente em situações de atravessamento sistemático de zonas urbanas, aproveitando para isso as potencialidades da microssimulação. A abordagem proposta de avaliação do desempenho de redes viárias assenta em componentes de eficiência em termos de tempos de viagem, ambientais, de ruído e de segurança, e constitui uma ferramenta importante para um processo de planeamento, monitorização, avaliação, definição de estratégia e reorganização, fulcral para uma otimização dos fluxos de tráfego locais. Após a seleção do caso de estudo, foi realizada monitorização experimental por forma a recolher dados tanto de volumes de tráfego, quanto de dinâmica de veículos, para posteriormente, calibrar e validar o modelo de tráfego. As emissões de poluentes foram estimadas usando uma metodologia baseada no conceito de potência específica do veículo (VSP - Vehicle Specific Power). A abordagem de avaliação do desempenho da rede é baseada na atribuição de custos externos relacionados com o tráfego rodoviário a cada segmento da rede. Com recurso aos softwares Matlab e VISSIM (modelo microscópico de simulação de tráfego), desenvolveu-se uma ferramenta que devolve a distribuição ótima de tráfego na rede de forma dinâmica e procurando minimizar externalidades negativas associadas ao tráfego rodoviário. Para além da análise do cenário corrente, foram definidos e simulados cenários alternativos por forma a avaliar o impacto da implementação de possíveis medidas mitigadoras, que visam diminuir o volume de tráfego na via secundária. Os resultados deste estudo mostram que a implementação de uma medida de intervenção/reformulação da rede pode não ser suficiente, e que a adoção de soluções defensivas a nível local pode minimizar as externalidades. Assim, procurando a minimização de custos económicos, é recomendada uma avaliação com recurso a simulação microscópica dos fenómenos de atravessamento sistemático com vista a melhorar o desempenho da rede.In recent decades there has been an intensive use of private individual transport, which stands out for its obvious advantages from the user's point of view. Such a trend has led to an increase in traffic congestion, delays, crashes and pollution, especially in urban areas, and often leads to behaviour that involves some risk from drivers. The main objective of this dissertation is the detailed analysis of road networks in situations of congestion and the use, by drivers, of inadequate behaviour to the type of road they are in (such as the practice of excessive speed), namely in situations of systematic crossing of urban areas, taking advantage of the potential of microsimulation. The proposed approach to road network performance assessment is based on the efficiency in terms of travel times, environmental, noise and safety components and is an important tool for a planning, monitoring, evaluation, strategy and reorganization process, which is central to optimizing local traffic flows. After the selection of the case study, experimental monitoring was performed to collect data on both traffic volumes and vehicle dynamics, to subsequently calibrate and validate the traffic model. Pollutant emissions were estimated using the VSP methodology (Vehicle Specific Power). The network performance assessment approach is based on the allocation of external costs related to road traffic to each network link. Using Matlab and VISSIM software (microscopic traffic simulation model), a tool that dynamically returns the optimal distribution of network traffic and seeks to minimize negative externalities associated with road traffic was developed. In addition to the analysis of the current scenario, alternative scenarios were defined and simulated in order to evaluate the impact of the implementation of possible mitigating measures aimed at reducing the traffic volume on the secondary road. The results of this study show that the implementation of a network intervention/redesign measure may not be enough, and that the adoption of local defensive solutions can be able to minimize externalities. Thus, seeking to minimize economic costs, an evaluation using microscopic simulation of systematic crossing phenomena to improve network performance is recommended.Mestrado em Engenharia Mecânic