Neste trabalho são enfocados três aspectos relacionados com a operação de semáforos: gestão técnica, percepção do desempenho e duração dos tempos. No tocante à gestão técnica, é discutida sua importância em ser realizada de maneira adequada e é investigada a situação das cidades do país em relação à questão. A conclusão é que a situação da gestão semafórica nas cidades do país mostra-se bastante precária, com exceção de algumas grandes cidades. Com relação à percepção do desempenho das interseções semaforizadas, é pesquisada a percepção de motoristas do país quanto ao nível de serviço em semáforos isolados e em grupo de semáforos próximos dispostos ao longo de uma via, considerando os dois parâmetros determinantes da qualidade da operação: a demora e o número de paradas; e analisados os resultados obtidos à luz dos padrões estabelecidos no HCM-2000 e no HCM-1985. A conclusão é que os motoristas brasileiros se mostram mais tolerantes em relação a valores do HCM-2000. No que tange ao aspecto duração dos tempos, são investigadas as razões das programações de tempo empíricas utilizadas na prática, terem alguns resultados satisfatórios. São ainda apresentadas regras simples para a programação de tempos que permitam operar os semáforos com um desempenho aceitável quando não se dispõe de dados e/ou de conhecimento técnico adequado. / This work emphasizes three aspects related to traffic signals operation: technical management, perception of performance and signal timing. About technical management, it discusses the importance of a good management and evaluates the situation around the country. The conclusion is that management of traffic signals at brazilian cities is poor, with some exceptions at large cities. In relation to perception of performance, it researches country drivers perceptions related to level of service at single signalized intersections and group of signalized intersections, considering two parameters that determinate the quality of operation: delay and the number of stops; the results were analyzed and compared with the standard values of HCM-2000 and HCM-1985. It was found that brazilian drivers have more tolerance to the standard values of HCM-2000. About the signal timing, there were investigated the reasons of why empirical techniques used in practice at signalized intersections had some satisfactory results. In addition, it presents simple rules for timing traffic signals that will due an acceptable performance when the city does not have enough data, resources or specific technical knowledge.

O trabalho contém uma avaliação do desempenho operacional do tráfego de veículos em três tipos de dispositivos rodoviários em nível, utilizando como critério a capacidade para os diversos níveis de serviço, incluindo uma análise comparativa do entre eles. A avaliação do desempenho é feita com base nos resultados fornecidos pelo simulador INTEGRATION. Os três dispositivos analisados, são: semi-rotatória com prioridade para os veículos da via principal, rotatória com prioridade para os veículos da via principal e rotatória com prioridade para os veículos da via circular. No trabalho também é realizada uma análise de alguns aspectos relevantes da lógica utilizada pelo INTEGRATION e de resultados fornecidos pelo simulador em alguns casos particulares simples, através da comparação de valores obtidos variando-se para alguns parâmetros, bem como da comparação com resultados fornecidos por outros modelos de avaliação de desempenho de interseções com sinal de parada obrigatória ou dê a preferência. / The work contains a performance evaluation of the traffic vehicles in the three types of Road intersections at grade used in Brazil, using as criteria the capacity relatively to the level of service. A comparative analysis of the performance of these intersections is also presented. The performance evaluation is made based on the supplied results by the INTEGRATION simulator. The three analyzed intersections, are: semi roundabout with priority for the vehicles of the main road, roundabout with priority for the vehicles the main road and roundabout with priority for the vehicles in the circular road (modern roundabout).In this research an analysis is also accomplished about some important aspects of the INTEGRATION logic and of the supplied results by the simulator in some specific cases, through the comparison of obtained values being varied some parameters, as well as the comparison with results supplied by other evaluation models of intersections performance with STOP SIGN and GIVE WAY traffic signs.

O objetivo desse trabalho é a verificação da hipótese de que, ao se basear na hierarquia viária direcionada ao automóvel, as estratégias de planejamento urbano e de transportes vigentes produzem impactos negativos no nível de serviço de outros modos de transporte, sobretudo os modos não motorizados. O método proposto, aplicado em um estudo de caso realizado na cidade de São Carlos, no estado de São Paulo, envolveu três etapas: (1) caracterização dos níveis de serviço das redes urbanas em análise para os modos a pé, bicicleta e automóvel; (2) análise exploratória dos resultados obtidos na etapa inicial através de geração de mapas e gráficos; e (3) comparação detalhada dos valores obtidos. Foram selecionadas cinco áreas de diferentes níveis de renda para o estudo de caso. Em cada uma delas foram identifi-cados diferentes tipos de vias (local, coletora, radial, estrutural e perimetral), e sele-cionados segmentos para compor uma amostra de 30% da extensão total das vias. A primeira atividade exigiu o desenvolvimento e adaptação de metodologias para a avaliação do nível de serviço dos modos considerados no estudo. Mais de trezentos e cinqüenta segmentos de vias foram examinados. Os resultados obtidos na análise exploratória apontaram que inúmeros segmentos com altos valores de NS para o modo automóvel tinham baixos valores de NS para o modo a pé, o que em princípio confirma a hipótese inicial. As análises detalhadas deram suporte a essa avaliação. No entanto, elas se restringiram às vias locais, o que aponta para a necessidade de estudos complementares nos demais tipos de vias. / The objective of this work is to verify the hypothesis that the current urban and transportation planning strategies based on the auto-oriented street hierarchy produce negative impacts on the level of service of other transportation modes, particularly the non-motorized modes. The proposed method, which was applied in a case study in the city of São Carlos, in the state of São Paulo, involved three steps: (1) the characterization of the level of service for pedestrians, bicycles and automobiles in the urban networks under analyses; (2) an exploratory analysis of the results obtained in the first step through maps and graphs; (3) a detailed comparison of the values found. Five areas with different income levels were selected for the case study. In each one of them five types of streets were identified (local streets, collector streets, minor arterials or radial streets, principal arterials or structural streets, and perimetral streets) and a sample of street segments covering 30% of the total length of the streets was selected. The first activity required the development and adaptation of methodologies for the assessment of the level of service of the transportation modes considered in the study. Over three hundred and fifty street segments were examined. The results obtained in the exploratory analyses have shown that several street segments with high values of level of service for the automobile had low values of level service for the pedestrians, thus confirming the initial hypothesis. The detailed analyses conducted in the sequence supported that observation. However, they were conducted only for the local streets, what indicates the need of further studies in the other types of streets.

A meta desta pesquisa foi caracterizar as relações fundamentais do fluxo de tráfego em rodovias de pista simples paulistas através de modelos baseados em parâmetros que reflitam a qualidade de serviço e possam ser observados diretamente em campo. Para que esta meta fosse atingida, primeiramente foram obtidos dados através de observações em campo e de sensores instalados em rodovias. Os dados coletados nas observações diretas foram usados para calibrar e validar um modelo de simulação através de um processo automático, baseado num algoritmo genético. Constatou-se que a versão recalibrada do simulador é capaz de reproduzir tanto informações de detectores como as correntes de tráfego observadas nos onze trechos onde foram coletados dados. Propôs-se um método para produção de dados de tráfego sintéticos, que utiliza um simulador microscópico e um algoritmo genético. Os dados sintéticos obtidos pelo método proposto foram usados para obter os modelos que descrevem as relações entre o fluxo de tráfego e a velocidade e a porcentagem de tempo viajando em pelotões (PTSF) para rodovias de pista simples no estado de São Paulo. Esses modelos poderiam substituir os utilizados pelo HCM-2000 em análises da qualidade de serviço em rodovias paulistas. Também foram propostos novos modelos para relações fundamentais que se adequaram melhor às condições paulistas: um modelo côncavo para a curva fluxovelocidade e um novo modelo exponencial para a relação entre o fluxo e a PTSF. Cinco medidas de desempenho capazes de substituir PTSF foram estudadas, tendo sido relacionadas com a taxa de fluxo bidirecional e unidirecional. As medidas de desempenho propostas foram avaliadas pela capacidade de refletir o nível de serviço observado em campo. Destas, uma nova definição da PTSF, calculada em função do número médio de headways dentro e fora de pelotões, apresentou a melhor porcentagem de acertos (90%), usando-se o mesmo critério adotado pelo HCM-2000. Em razão disso, e da possibilidade de observação direta da PTSF, recomenda-se sua adoção para avaliar a qualidade de serviço em rodovias de pista simples. / The goal of this research was to characterize the fundamental relationships of traffic flow on two-lane rural highways in the state of São Paulo through models based on parameters that reflect the quality of service and that could be obtained from direct observations of traffic flows. To reach this goal, sets of data were obtained from observation of traffic flows and from detectors installed on roads. The data collected from direct observation was used to calibrate and validate a microscopic traffic simulation model, as well as for the calculation of performance measures used in some of the analyses. The microsimulation model was calibrated using an automatic procedure that is based on a genetic algorithm. The recalibrated model was found to be able to reproduce traffic sensor data as well as traffic flow characteristics observed in the 11 road segments observed for this research. A procedure for synthetic data generation, which uses a microsimulation model and a genetic algorithm, was proposed. Synthetic data obtained through this procedure were used to develop the models that describe the relationships between flow rate, traffic stream speed and percent time spent following (PTSF) for two-lane roads in the state of São Paulo. These models could replace those used in the HCM-2000 for quality of service analysis of two-lane roads in São Paulo. New fundamental relationships, which better reflect the operational conditions on local two-lane roads were also studied: a concave speed-flow relationship and an exponential PTSF-flow model. Five alternatives to PTSF were studied and correlated to one-way and two-way flows. Among these, a novel definition of PTSF, based on the ratio of average number of headways within platoons and average number of headways between platoons, was found to be the most accurate (90% of the cases), adopting the HCM-2000 criteria. Thus, this new measure could be used to evaluate the quality of service on two-lane rural highways.

O objetivo desse trabalho é a verificação da hipótese de que, ao se basear na hierarquia viária direcionada ao automóvel, as estratégias de planejamento urbano e de transportes vigentes produzem impactos negativos no nível de serviço de outros modos de transporte, sobretudo os modos não motorizados. O método proposto, aplicado em um estudo de caso realizado na cidade de São Carlos, no estado de São Paulo, envolveu três etapas: (1) caracterização dos níveis de serviço das redes urbanas em análise para os modos a pé, bicicleta e automóvel; (2) análise exploratória dos resultados obtidos na etapa inicial através de geração de mapas e gráficos; e (3) comparação detalhada dos valores obtidos. Foram selecionadas cinco áreas de diferentes níveis de renda para o estudo de caso. Em cada uma delas foram identifi-cados diferentes tipos de vias (local, coletora, radial, estrutural e perimetral), e sele-cionados segmentos para compor uma amostra de 30% da extensão total das vias. A primeira atividade exigiu o desenvolvimento e adaptação de metodologias para a avaliação do nível de serviço dos modos considerados no estudo. Mais de trezentos e cinqüenta segmentos de vias foram examinados. Os resultados obtidos na análise exploratória apontaram que inúmeros segmentos com altos valores de NS para o modo automóvel tinham baixos valores de NS para o modo a pé, o que em princípio confirma a hipótese inicial. As análises detalhadas deram suporte a essa avaliação. No entanto, elas se restringiram às vias locais, o que aponta para a necessidade de estudos complementares nos demais tipos de vias. / The objective of this work is to verify the hypothesis that the current urban and transportation planning strategies based on the auto-oriented street hierarchy produce negative impacts on the level of service of other transportation modes, particularly the non-motorized modes. The proposed method, which was applied in a case study in the city of São Carlos, in the state of São Paulo, involved three steps: (1) the characterization of the level of service for pedestrians, bicycles and automobiles in the urban networks under analyses; (2) an exploratory analysis of the results obtained in the first step through maps and graphs; (3) a detailed comparison of the values found. Five areas with different income levels were selected for the case study. In each one of them five types of streets were identified (local streets, collector streets, minor arterials or radial streets, principal arterials or structural streets, and perimetral streets) and a sample of street segments covering 30% of the total length of the streets was selected. The first activity required the development and adaptation of methodologies for the assessment of the level of service of the transportation modes considered in the study. Over three hundred and fifty street segments were examined. The results obtained in the exploratory analyses have shown that several street segments with high values of level of service for the automobile had low values of level service for the pedestrians, thus confirming the initial hypothesis. The detailed analyses conducted in the sequence supported that observation. However, they were conducted only for the local streets, what indicates the need of further studies in the other types of streets.

Com o intuito de fornecer subsídios para adaptar o HCM ao cenário brasileiro, propõe-se um método que se baseia na percepção dos usuários sobre a qualidade de serviço em rodovias, para estimar os limites de densidade que delimitam os níveis de serviço. A justificativa é que o conceito de nível de serviço considera a qualidade de serviço com base na percepção dos usuários, mas os limites entre os níveis de serviço em rodovias definidos no HCM não considera a opinião dos usuários. Esse método baseia-se num questionário online para coletar as informações necessárias para estimar os limites entre os níveis de serviço por uma análise de regressão logística. No método proposto, a percepção dos usuários sobre a qualidade de serviço é medida através de uma escala contínua e as condições operacionais são mostradas através de vídeos obtidos com um simulador microscópico de tráfego. Um experimento piloto foi realizado para testar o questionário e o método de análise propostos. As variáveis operacionais utilizadas no experimento piloto foram percentual de veículos pesados, velocidade média e concentração veicular. Os resultados desse experimento piloto foram usados para refinar o questionário e mostraram que, dentre as consideradas, a densidade foi a medida operacional que mais influiu na qualidade de serviço percebida pelos respondentes. Por meio do experimento piloto, foi possível estimar o tamanho do questionário e a duração dos vídeos. O método proposto pode ser aplicado para obter os limites entre os níveis de serviço com base na percepção do usuário, no Brasil ou em qualquer outro país, uma vez que um simulador microscópico devidamente calibrado para refletir as condições operacionais locais esteja disponível. / This thesis proposes a method to estimate thresholds for levels of service based on the users\' perception of the quality of service on highways. Whereas the level of service concept includes the users\' perception of the quality of service among the aspects that should be taken into consideration, the level of service criteria used in the highway chapters of the HCM were defined without taking into acc ount the users\' opinion. The proposed approach uses an online questionnaire to obtain the data needed to estimate the thresholds between levels of service, which are then calculated using logistic regression. In the proposed method, the users\' perception of the quality of service is measur ed using a continuous scale and the operating conditions are shown by means of short videos created using microscopic traffic simulation of predetermined scenarios on a virtual highway. By using simulation to create scenarios, it is possible to control all operational variables, covering all cond itions from very low flow to capacity, and, at the same time, to generate a video from the driver\'s point of view. A pilot experiment was used to validate the questionnaire and the method adopted to estimate level of service thresholds. The operational variables used in this pilot experiment included truck percent, average travel speed and density. The results of the pilot experiment were used to refine the questionnaire and have shown that density is the operational variable that has the greatest influence on the users\' perception of the quality of service. The pilot experiment results also defined the number and the length of the videos to be shown to respondents. Despite its creation to support the adaptation of the HCM to Brazil, the proposed method could be applied to any other location, if a microscopic traffic simulator calibrated to represen ttraffic flow on local highways is available.

A meta desta pesquisa foi caracterizar as relações fundamentais do fluxo de tráfego em rodovias de pista simples paulistas através de modelos baseados em parâmetros que reflitam a qualidade de serviço e possam ser observados diretamente em campo. Para que esta meta fosse atingida, primeiramente foram obtidos dados através de observações em campo e de sensores instalados em rodovias. Os dados coletados nas observações diretas foram usados para calibrar e validar um modelo de simulação através de um processo automático, baseado num algoritmo genético. Constatou-se que a versão recalibrada do simulador é capaz de reproduzir tanto informações de detectores como as correntes de tráfego observadas nos onze trechos onde foram coletados dados. Propôs-se um método para produção de dados de tráfego sintéticos, que utiliza um simulador microscópico e um algoritmo genético. Os dados sintéticos obtidos pelo método proposto foram usados para obter os modelos que descrevem as relações entre o fluxo de tráfego e a velocidade e a porcentagem de tempo viajando em pelotões (PTSF) para rodovias de pista simples no estado de São Paulo. Esses modelos poderiam substituir os utilizados pelo HCM-2000 em análises da qualidade de serviço em rodovias paulistas. Também foram propostos novos modelos para relações fundamentais que se adequaram melhor às condições paulistas: um modelo côncavo para a curva fluxovelocidade e um novo modelo exponencial para a relação entre o fluxo e a PTSF. Cinco medidas de desempenho capazes de substituir PTSF foram estudadas, tendo sido relacionadas com a taxa de fluxo bidirecional e unidirecional. As medidas de desempenho propostas foram avaliadas pela capacidade de refletir o nível de serviço observado em campo. Destas, uma nova definição da PTSF, calculada em função do número médio de headways dentro e fora de pelotões, apresentou a melhor porcentagem de acertos (90%), usando-se o mesmo critério adotado pelo HCM-2000. Em razão disso, e da possibilidade de observação direta da PTSF, recomenda-se sua adoção para avaliar a qualidade de serviço em rodovias de pista simples. / The goal of this research was to characterize the fundamental relationships of traffic flow on two-lane rural highways in the state of São Paulo through models based on parameters that reflect the quality of service and that could be obtained from direct observations of traffic flows. To reach this goal, sets of data were obtained from observation of traffic flows and from detectors installed on roads. The data collected from direct observation was used to calibrate and validate a microscopic traffic simulation model, as well as for the calculation of performance measures used in some of the analyses. The microsimulation model was calibrated using an automatic procedure that is based on a genetic algorithm. The recalibrated model was found to be able to reproduce traffic sensor data as well as traffic flow characteristics observed in the 11 road segments observed for this research. A procedure for synthetic data generation, which uses a microsimulation model and a genetic algorithm, was proposed. Synthetic data obtained through this procedure were used to develop the models that describe the relationships between flow rate, traffic stream speed and percent time spent following (PTSF) for two-lane roads in the state of São Paulo. These models could replace those used in the HCM-2000 for quality of service analysis of two-lane roads in São Paulo. New fundamental relationships, which better reflect the operational conditions on local two-lane roads were also studied: a concave speed-flow relationship and an exponential PTSF-flow model. Five alternatives to PTSF were studied and correlated to one-way and two-way flows. Among these, a novel definition of PTSF, based on the ratio of average number of headways within platoons and average number of headways between platoons, was found to be the most accurate (90% of the cases), adopting the HCM-2000 criteria. Thus, this new measure could be used to evaluate the quality of service on two-lane rural highways.

Neste trabalho é avaliado o desempenho operacional de uma nova configuração idealizada para a operação de rotatórias de três pernas (prioridade para os veículos da via principal com semáforos próximos). Nesta avaliação é comparado o novo sistema de operação com outros dois usualmente empregados: (1) prioridade para os veículos que estão circulando na ilha central (rotatória convencional) e (2) prioridade para os veículos da via principal sem o emprego de semáforo, bem como, com base nos resultados das comparações realizadas, são estabelecidas as condições dos fluxos de tráfego em que é indicada uma ou outra configuração. Os valores obtidos nas simulações mostram, de forma inequívoca, o desempenho operacional superior da rotatória com prioridade para a via principal com semáforos próximos, adequadamente programados, no caso de fluxos altos. O emprego de semáforos próximos reduz significativamente o atraso na aproximação crítica e, em consequência, o tamanho da fila, como consequência do aumento expressivo da capacidade de tráfego da rotatória. Os resultados da simulação corroboram o que se pode observar nos sistemas implantados na cidade de Araraquara, onde a colocação de semáforos próximos de rotatórias de três pernas melhorou de forma significativa o desempenho operacional dos dispositivos, reduzindo o atraso crítico e o tamanho da fila crítica e aumentando a capacidade. O acompanhamento da acidentalidade nas rotatórias onde foram colocados semáforos próximos na cidade de Araraquara mostra uma redução dos acidentes graves de aproximadamente 90%. Uma explicação para essa redução pode ser devido ao aumento da paciência dos motoristas em esperar uma brecha maior para entrar na rotatória, pois sabem que, esporadicamente, há uma interrupção do fluxo na via principal. / In this study the operational performance is measured of a new idealized configuration for the operation in three-legged traffic circles (priority way for the vehicles from the main street with traffic lights nearby). This measured is compared the new operational system with two others usually systems: (1) priority for the circulating traffic (conventional roundabout) and (2) priority for vehicles from the main street without traffic lights. Also, based on the results from the comparisons, seek to establish what traffic flow conditions are better for a given configuration. The values obtained from the simulations demonstrate, clearly, the superior operational performance of the traffic circle with main road priority combined with properly programmed traffic lights nearby, in the case of high flows. The use of traffic lights reduces significantly the delay from the critical approach, and consequently, the queue length, as a consequence resulting on significant traffic capacity increase at the intersection. Simulation results validate what can be seen in Araraquara, where the installation of traffic lights near from the three-legged traffic circle improved significantly the operating performance of the devices, reducing the critical delay and critical queue size and increasing the effective capacity. Monitoring the accident rate in traffic circles where traffic lights nearby were placed in Araraquara shows a reduction of approximately 90% in serious accidents. An explanation of this reduction may be due to the increased of patience of drivers in wait for a larger gap to enter on the roundabout, because they know there will be an interruption on the main street, sporadically.

Neste trabalho são enfocados três aspectos relacionados com a operação de semáforos: gestão técnica, percepção do desempenho e duração dos tempos. No tocante à gestão técnica, é discutida sua importância em ser realizada de maneira adequada e é investigada a situação das cidades do país em relação à questão. A conclusão é que a situação da gestão semafórica nas cidades do país mostra-se bastante precária, com exceção de algumas grandes cidades. Com relação à percepção do desempenho das interseções semaforizadas, é pesquisada a percepção de motoristas do país quanto ao nível de serviço em semáforos isolados e em grupo de semáforos próximos dispostos ao longo de uma via, considerando os dois parâmetros determinantes da qualidade da operação: a demora e o número de paradas; e analisados os resultados obtidos à luz dos padrões estabelecidos no HCM-2000 e no HCM-1985. A conclusão é que os motoristas brasileiros se mostram mais tolerantes em relação a valores do HCM-2000. No que tange ao aspecto duração dos tempos, são investigadas as razões das programações de tempo empíricas utilizadas na prática, terem alguns resultados satisfatórios. São ainda apresentadas regras simples para a programação de tempos que permitam operar os semáforos com um desempenho aceitável quando não se dispõe de dados e/ou de conhecimento técnico adequado. / This work emphasizes three aspects related to traffic signals operation: technical management, perception of performance and signal timing. About technical management, it discusses the importance of a good management and evaluates the situation around the country. The conclusion is that management of traffic signals at brazilian cities is poor, with some exceptions at large cities. In relation to perception of performance, it researches country drivers perceptions related to level of service at single signalized intersections and group of signalized intersections, considering two parameters that determinate the quality of operation: delay and the number of stops; the results were analyzed and compared with the standard values of HCM-2000 and HCM-1985. It was found that brazilian drivers have more tolerance to the standard values of HCM-2000. About the signal timing, there were investigated the reasons of why empirical techniques used in practice at signalized intersections had some satisfactory results. In addition, it presents simple rules for timing traffic signals that will due an acceptable performance when the city does not have enough data, resources or specific technical knowledge.

O trabalho contém uma avaliação do desempenho operacional do tráfego de veículos em três tipos de dispositivos rodoviários em nível, utilizando como critério a capacidade para os diversos níveis de serviço, incluindo uma análise comparativa do entre eles. A avaliação do desempenho é feita com base nos resultados fornecidos pelo simulador INTEGRATION. Os três dispositivos analisados, são: semi-rotatória com prioridade para os veículos da via principal, rotatória com prioridade para os veículos da via principal e rotatória com prioridade para os veículos da via circular. No trabalho também é realizada uma análise de alguns aspectos relevantes da lógica utilizada pelo INTEGRATION e de resultados fornecidos pelo simulador em alguns casos particulares simples, através da comparação de valores obtidos variando-se para alguns parâmetros, bem como da comparação com resultados fornecidos por outros modelos de avaliação de desempenho de interseções com sinal de parada obrigatória ou dê a preferência. / The work contains a performance evaluation of the traffic vehicles in the three types of Road intersections at grade used in Brazil, using as criteria the capacity relatively to the level of service. A comparative analysis of the performance of these intersections is also presented. The performance evaluation is made based on the supplied results by the INTEGRATION simulator. The three analyzed intersections, are: semi roundabout with priority for the vehicles of the main road, roundabout with priority for the vehicles the main road and roundabout with priority for the vehicles in the circular road (modern roundabout).In this research an analysis is also accomplished about some important aspects of the INTEGRATION logic and of the supplied results by the simulator in some specific cases, through the comparison of obtained values being varied some parameters, as well as the comparison with results supplied by other evaluation models of intersections performance with STOP SIGN and GIVE WAY traffic signs.