O objetivo desta tese de doutorado é avaliar o impacto de caminhões na capacidade e nível de serviço de rodovias de pista dupla, a partir de fatores de equivalência veicular. São determinados equivalentes para diversas combinações de comprimentos e magnitudes de greides, volumes de tráfego e porcentagens de caminhões. Os equivalentes são calculados supondo que um fluxo formado só por automóveis é equivalente a um fluxo composto por automóveis e caminhões quando ambos possuem a mesma densidade. A partir de observações de campo, supõe-se que o fluxo de caminhões seja formado por proporções fixas de quatro tipos de caminhões. A relação entre fluxo e densidade para os cenários analisados é obtida através de simulação, utilizando o INTEGRATION. A calibração deste simulador foi feita em duas etapas. Na primeira, um modelo de desempenho, até então inexistente no simulador, foi implementado e, em seguida, calibrado com as características dos caminhões observados em uma balança da rodovia SP 330 (Via Anhanguera). Na segunda etapa, a relação fluxo-velocidade foi calibrada a partir de dados coletados com sensores portáteis instalados também na rodovia SP 330. Os equivalentes são utilizados para a análise de capacidade e nível de serviço dos cenários escolhidos e, em seguida, os resultados desta análise são comparados com os resultados similares obtidos através do método do Highway Capacity Manual - HCM. A comparação mostra que o uso dos fatores de equivalência do HCM superestima o nível de serviço para volumes de tráfego leves e subestima o nível de serviço para volumes de tráfego pesados. / This research evaluates the impact of trucks on capacity and level of service of divided multilane highways by means of truck equivalent factors. The equivalent factors are determined for diferent combinations of grade length and magnitude, traffic flow and truck percentage. Equivalent factors are computed based on the assumption that a basic flow, formed only by passenger cars, is equivalent to a mixed flow, formed by passenger cars and trucks, when both flows have the same density. Density-flow relationships for each scenario are obtained through simulation. The simulator used, INTEGRATION, was calibrated in two steps. First, a truck performance model was implemented in the simulator and then calibrated with parameters of trucks observed on a weigh station located on SP 330 (Via Anhanguera). Further on, a speed-flow relationship was calibrated to data collected by portable traffic detectors installed on SP 330. A comparative analysis of capacity and level of service, using the equivalent factors determined in this research and the Highway Capacity Manual factors, indicates that the use of HCM truck equivalents overestimates the level of service for light flows and underestimates the level of service for heavy flows.

O objetivo desta tese de doutorado é avaliar o impacto de caminhões na capacidade e nível de serviço de rodovias de pista dupla, a partir de fatores de equivalência veicular. São determinados equivalentes para diversas combinações de comprimentos e magnitudes de greides, volumes de tráfego e porcentagens de caminhões. Os equivalentes são calculados supondo que um fluxo formado só por automóveis é equivalente a um fluxo composto por automóveis e caminhões quando ambos possuem a mesma densidade. A partir de observações de campo, supõe-se que o fluxo de caminhões seja formado por proporções fixas de quatro tipos de caminhões. A relação entre fluxo e densidade para os cenários analisados é obtida através de simulação, utilizando o INTEGRATION. A calibração deste simulador foi feita em duas etapas. Na primeira, um modelo de desempenho, até então inexistente no simulador, foi implementado e, em seguida, calibrado com as características dos caminhões observados em uma balança da rodovia SP 330 (Via Anhanguera). Na segunda etapa, a relação fluxo-velocidade foi calibrada a partir de dados coletados com sensores portáteis instalados também na rodovia SP 330. Os equivalentes são utilizados para a análise de capacidade e nível de serviço dos cenários escolhidos e, em seguida, os resultados desta análise são comparados com os resultados similares obtidos através do método do Highway Capacity Manual - HCM. A comparação mostra que o uso dos fatores de equivalência do HCM superestima o nível de serviço para volumes de tráfego leves e subestima o nível de serviço para volumes de tráfego pesados. / This research evaluates the impact of trucks on capacity and level of service of divided multilane highways by means of truck equivalent factors. The equivalent factors are determined for diferent combinations of grade length and magnitude, traffic flow and truck percentage. Equivalent factors are computed based on the assumption that a basic flow, formed only by passenger cars, is equivalent to a mixed flow, formed by passenger cars and trucks, when both flows have the same density. Density-flow relationships for each scenario are obtained through simulation. The simulator used, INTEGRATION, was calibrated in two steps. First, a truck performance model was implemented in the simulator and then calibrated with parameters of trucks observed on a weigh station located on SP 330 (Via Anhanguera). Further on, a speed-flow relationship was calibrated to data collected by portable traffic detectors installed on SP 330. A comparative analysis of capacity and level of service, using the equivalent factors determined in this research and the Highway Capacity Manual factors, indicates that the use of HCM truck equivalents overestimates the level of service for light flows and underestimates the level of service for heavy flows.

Neste trabalho, calibra-se um modelo que descreva a relação fluxo-velocidade em autoestradas e rodovias de pista dupla, considerando as recomendações tecidas pelos autores envolvidos na elaboração do modelo do Highway Capacity Manual - HCM 2010. Para tanto, foi utilizada uma amostra de 788.122 observações, coletadas por 25 estações em quatro rodovias paulistas: SP-348, SP-021, SP-280 e SP 270. A análise dos dados mostrou que, conforme preconizado pelo HCM 2010, existe um intervalo de fluxos no qual a velocidade se mantém constante, o que corresponde à velocidade de fluxo livre. Em seguida, verificou-se que a classificação do HCM 2010, entre autoestradas e rodovias de pista dupla, não se mostra adequada para a amostra estudada, tendo sido indicada a divisão entre rodovias urbanas e rurais. Para esses grupos, foram propostos valores representativos para a capacidade e calibrada a relação fluxo-velocidade. A comparação entre os dois conjuntos de curvas produzidos mostrou que a velocidade média da corrente de tráfego nas rodovias urbanas apresenta uma queda mais precoce e acentuada do que a observada em rodovias rurais. Além disso, os valores estimados para a capacidade C e para a velocidade na capacidade CS para rodovias urbanas são inferiores aos estimados para rodovias rurais. Em contraste com o modelo do HCM 2010, a principal diferença reside em valores significativamente inferiores para BP, o fluxo a partir do qual se nota um declínio da velocidade em função do aumento da densidade da corrente de tráfego. Outro ponto de destaque é que, embora os valores da capacidade sejam parecidos entre o modelo do HCM 2010 e o calibrado, a velocidade na capacidade CS é superior nas rodovias paulistas. / This work presents the calibration of a model describing the speed-flow relationship on freeways and multilane highways in the state of São Paulo, Brazil. The calibrated model follows the recommendations made by the authors involved in the development of the model used by the Highway Capacity Manual HCM 2010. The calibration used a sample of 788,122 observations, collected by 25 stations on four highways at São Paulo state: SP-348, SP-021, SP-280 and 270 SP. The analysis of the data showed that, as advocated by the HCM 2010, there is range of flows in which the average speed of the passenger cars remains constant and equal to the free flow speed. It was also found that the classification scheme used by HCM 2010, comprising freeways and multilane highways, is not adequate for highways in the state of São Paulo. A new classification scheme, which divides highways into urban or rural sections, is proposed. For these classes, representative values for the capacity were found, and the speed-flow relation was calibrated. The comparison between the two sets of curves produced showed that the average speed of the traffic stream on urban highways has an earlier and steeper drop than the observed on rural highways. In addition, the estimated values for the capacity C and for the speed at capacity CS for urban highways are lower compared to the estimated for rural highways. Compared to the model used by the HCM 2010, the main difference lies in the significantly lower values for BP, the traffic flow from which the average speed declines as the density of the traffic stream increases. Another important indication is that, although the capacity values are similar between the model used by the HCM 2010 and the calibrated model, the speed at capacity CS is higher at São Paulo state highways.

Este trabalho visa avaliar o impacto de veículos pesados na qualidade de serviço de rodovias de pista dupla através de equivalentes veiculares. Para isso, foram feitas estimativas dos fatores de equivalência veicular em rodovias paulistas de pista dupla, com três ou mais faixas de tráfego em cada sentido. Essas estimativas foram obtidas a partir de dados empíricos coletados separadamente para cada faixa de tráfego, em intervalos de curta duração (5 ou 6 minutos). Foram utilizadas 53.655 observações, coletadas em oito estações de monitoramento, nos anos 2010 e 2011. O fator de equivalência foi calculado para cada intervalo através de uma equação obtida a partir do método de Huber, admitindo-se que a qualidade de serviço é a mesma para todas as faixas de tráfego naquele intervalo. Foi considerado como fluxo básico o da faixa da esquerda, nos intervalos em que são detectados apenas automóveis, e fluxo misto o da faixa da direita, em que passam automóveis e caminhões. Os resultados sugerem que: (1) em uma parte signicativa do tempo (52%), a qualidade de serviço não é a mesma em todas as faixas da rodovia; (2) o impacto marginal dos caminhões decresce à medida que a porcentagem de caminhões na corrente aumenta; e (3) as diferenças que existem no fator de equivalência em função do nível de serviço são menos evidentes em rampas mais íngremes, onde o efeito das limitações de desempenho dos caminhões é mais notado. A comparação deste estudo com outras duas pesquisas, em que foram utilizados dados gerados em simuladores de tráfego para estimar os fatores de equivalência, mostrou que as estimativas dos equivalentes veiculares obtidos usando dados empíricos são consistentemente maiores que as obtidas através de simulação. / The objective of this study is to evaluate the impact of heavy vehicles on the quality of service on Brazilian expressways (freeways and divided multilane highways), using passenger-car equivalents (PCEs) for heavy vehicles (trucks and buses). PCE estimates for expressways with three or more traffic lanes in each direction were obtained using traffic data collected over short time intervals (5 or 6 minutes) on expressways in the state of São Paulo. A total of 53,655 speed-flow observations, made at eight permanent trac sensor installations during 2010 and 2011, were used in this study. A PCE estimate was calculated for each time interval, using an equation derived from Huber\'s method, based on the assumption that the quality of service is the same across all traffic lanes during the time interval over which the traffic data is collected. Basic flow (passenger cars only) was assumed to be the observed traffic flow on the lane closest to the median, whereas mixed flow (passenger cars and heavy vehicles) was assumed to be the observed traffic flow on the lane closest to the shoulder. The results indicate that: (1) in a signicant portion of the time (52% of the observations) the quality of service is not the same across all traffic lanes; (2) the marginal impact of heavy vehicles decreases as the fraction of heavy vehicles in the traffic stream increases; and (3) the variations in PCE estimates due to the level of service are less evident on steeper grades, where the effect of heavy vehicles\' poorer performance is greater. PCE estimates obtained in this study were compared with PCEs obtained using simulation. The results indicate that PCE from empirical data are consistently higher than those estimated from simulation results.

Since before the release of the Highway Safety Manual research has been indicating the need to incorporate mobility and control aspects to road safety analysis. The first part of this work developed and implement in an existing computational engine a signal timing optimization method that considers mobility, safety, and emissions measures simultaneously. A sensitivity analysis was conducted to provide insight on the practical effects and order of relevance of 20 key input variables. Mobility improvement performance usually coincides with emissions improvements, but sometimes at the expense of safety. The second part of this work investigated the relationship between hourly traffic density and crash rates on Brazilian expressways with different characteristics, based on a database containing over 20,000 crashes and more than 35 million traffic volume observations and. The resulting curves for urban expressways follow a U shape, with minimum values associated with LOS B to C, while the relationships for rural expressways were found to be continuously increasing, suggesting that low volume rural roads are safer than the higher volume ones. The analysis of other influencing factors revealed that nighttime conditions, weaving segments and urban multilane highways could be related to higher crash rates. The third part of the project extends the analysis to crash severity modeling, using an ordered response choice model. The framework that better fit this database led to the development of two different models: single-vehicle crashes (SV) and multiple-vehicle crashes (MV), since the factors that explain the severity of crashes varies widely between these models. For instance, guardrails and barriers proved to effectively reduce severity for SV crashes, for which run-offs are the most severe crash type. The unique database used in this study also allowed for an investigation of the influence of prevailing traffic conditions on crash severity, while still controlling for all other factors. The results suggested that multiple-vehicle crash severity is negatively related with traffic density, while single-vehicle crashes are more closely related to speed. The findings of this work have implications to policy and design decisions, and the produced equation could be incorporated to active traffic management (ATM) and HCM reliability analysis. / Desde antes da publicação do Highway Safety Manual, vários pesquisadores indicam a necessidade de se incorporar aspectos de operação de tráfego à análise de segurança viária. A primeira parte deste trabalho desenvolveu e implementou em uma ferramenta computacional existente um método de otimização de tempos semafóricos que considera medidas de desempenho de operação, segurança e emissões simultaneamente. Uma análise de sensibilidade foi realizada para produzir conhecimento sobre os efeitos práticos e a ordem de relevância de 20 variáveis de entrada principais. O desempenho da programação semafórica em termos de redução dos atrasos geralmente coincide com redução das emissões, embora às vezes às custas da segurança. A segunda parte deste trabalho investigou a relação entre a densidade horária de tráfego e as taxas de acidentes em autoestradas e rodovias de pista dupla brasileiras com características diversas, com base em um banco de dados contendo mais de 20.000 registros de acidentes e mais de 35 milhões de observações de tráfego. As curvas resultantes para rodovias urbanas seguem um formato em U, com valores mínimos associados aos níveis de serviço B a C, enquanto que as relações para as rodovias rurais são contínuas e crescentes, sugerindo que rodovias rurais de baixo volume são mais seguras do que as de maior volume. A análise de outros fatores revelou que condições noturnas, segmentos de entrelaçamento e rodovias de pista dupla convencionais urbanas estariam relacionadas a maiores taxas de acidentes. A terceira parte deste projeto amplia a análise para modelagem de severidade dos acidentes, usando um modelo de escolha discreta ordenado. A estrutura que melhor se adequa a esse banco de dados levou ao desenvolvimento de dois modelos diferentes: acidentes com um veículo e acidentes com múltiplos veículos, já que os fatores que explicam a severidade dos acidentes variam muito entre esses modelos. Por exemplo, defensas e barreiras se mostraram efetivas para a redução da severidade de acidentes com um veículo, para as quais a saída de pista é o tipo de acidente mais grave. O amplo banco de dados usado neste estudo também permitiu uma investigação da influência das condições de tráfego na severidade do acidente, em comparação com todos os outros fatores. Os resultados sugeriram que a severidade de acidentes de múltiplos veículos está negativamente relacionada com a densidade de tráfego, enquanto colisões com um único veículo estão mais relacionadas à velocidade. As descobertas deste trabalho têm implicações nas decisões sobre políticas e projetos de transportes, e a equação produzida pode ser incorporada à análise de confiabilidade do gerenciamento ativo do tráfego (ATM) e do Highway Capacity Manual.

Este trabalho visa avaliar o impacto de veículos pesados na qualidade de serviço de rodovias de pista dupla através de equivalentes veiculares. Para isso, foram feitas estimativas dos fatores de equivalência veicular em rodovias paulistas de pista dupla, com três ou mais faixas de tráfego em cada sentido. Essas estimativas foram obtidas a partir de dados empíricos coletados separadamente para cada faixa de tráfego, em intervalos de curta duração (5 ou 6 minutos). Foram utilizadas 53.655 observações, coletadas em oito estações de monitoramento, nos anos 2010 e 2011. O fator de equivalência foi calculado para cada intervalo através de uma equação obtida a partir do método de Huber, admitindo-se que a qualidade de serviço é a mesma para todas as faixas de tráfego naquele intervalo. Foi considerado como fluxo básico o da faixa da esquerda, nos intervalos em que são detectados apenas automóveis, e fluxo misto o da faixa da direita, em que passam automóveis e caminhões. Os resultados sugerem que: (1) em uma parte signicativa do tempo (52%), a qualidade de serviço não é a mesma em todas as faixas da rodovia; (2) o impacto marginal dos caminhões decresce à medida que a porcentagem de caminhões na corrente aumenta; e (3) as diferenças que existem no fator de equivalência em função do nível de serviço são menos evidentes em rampas mais íngremes, onde o efeito das limitações de desempenho dos caminhões é mais notado. A comparação deste estudo com outras duas pesquisas, em que foram utilizados dados gerados em simuladores de tráfego para estimar os fatores de equivalência, mostrou que as estimativas dos equivalentes veiculares obtidos usando dados empíricos são consistentemente maiores que as obtidas através de simulação. / The objective of this study is to evaluate the impact of heavy vehicles on the quality of service on Brazilian expressways (freeways and divided multilane highways), using passenger-car equivalents (PCEs) for heavy vehicles (trucks and buses). PCE estimates for expressways with three or more traffic lanes in each direction were obtained using traffic data collected over short time intervals (5 or 6 minutes) on expressways in the state of São Paulo. A total of 53,655 speed-flow observations, made at eight permanent trac sensor installations during 2010 and 2011, were used in this study. A PCE estimate was calculated for each time interval, using an equation derived from Huber\'s method, based on the assumption that the quality of service is the same across all traffic lanes during the time interval over which the traffic data is collected. Basic flow (passenger cars only) was assumed to be the observed traffic flow on the lane closest to the median, whereas mixed flow (passenger cars and heavy vehicles) was assumed to be the observed traffic flow on the lane closest to the shoulder. The results indicate that: (1) in a signicant portion of the time (52% of the observations) the quality of service is not the same across all traffic lanes; (2) the marginal impact of heavy vehicles decreases as the fraction of heavy vehicles in the traffic stream increases; and (3) the variations in PCE estimates due to the level of service are less evident on steeper grades, where the effect of heavy vehicles\' poorer performance is greater. PCE estimates obtained in this study were compared with PCEs obtained using simulation. The results indicate that PCE from empirical data are consistently higher than those estimated from simulation results.

Neste trabalho, calibra-se um modelo que descreva a relação fluxo-velocidade em autoestradas e rodovias de pista dupla, considerando as recomendações tecidas pelos autores envolvidos na elaboração do modelo do Highway Capacity Manual - HCM 2010. Para tanto, foi utilizada uma amostra de 788.122 observações, coletadas por 25 estações em quatro rodovias paulistas: SP-348, SP-021, SP-280 e SP 270. A análise dos dados mostrou que, conforme preconizado pelo HCM 2010, existe um intervalo de fluxos no qual a velocidade se mantém constante, o que corresponde à velocidade de fluxo livre. Em seguida, verificou-se que a classificação do HCM 2010, entre autoestradas e rodovias de pista dupla, não se mostra adequada para a amostra estudada, tendo sido indicada a divisão entre rodovias urbanas e rurais. Para esses grupos, foram propostos valores representativos para a capacidade e calibrada a relação fluxo-velocidade. A comparação entre os dois conjuntos de curvas produzidos mostrou que a velocidade média da corrente de tráfego nas rodovias urbanas apresenta uma queda mais precoce e acentuada do que a observada em rodovias rurais. Além disso, os valores estimados para a capacidade C e para a velocidade na capacidade CS para rodovias urbanas são inferiores aos estimados para rodovias rurais. Em contraste com o modelo do HCM 2010, a principal diferença reside em valores significativamente inferiores para BP, o fluxo a partir do qual se nota um declínio da velocidade em função do aumento da densidade da corrente de tráfego. Outro ponto de destaque é que, embora os valores da capacidade sejam parecidos entre o modelo do HCM 2010 e o calibrado, a velocidade na capacidade CS é superior nas rodovias paulistas. / This work presents the calibration of a model describing the speed-flow relationship on freeways and multilane highways in the state of São Paulo, Brazil. The calibrated model follows the recommendations made by the authors involved in the development of the model used by the Highway Capacity Manual HCM 2010. The calibration used a sample of 788,122 observations, collected by 25 stations on four highways at São Paulo state: SP-348, SP-021, SP-280 and 270 SP. The analysis of the data showed that, as advocated by the HCM 2010, there is range of flows in which the average speed of the passenger cars remains constant and equal to the free flow speed. It was also found that the classification scheme used by HCM 2010, comprising freeways and multilane highways, is not adequate for highways in the state of São Paulo. A new classification scheme, which divides highways into urban or rural sections, is proposed. For these classes, representative values for the capacity were found, and the speed-flow relation was calibrated. The comparison between the two sets of curves produced showed that the average speed of the traffic stream on urban highways has an earlier and steeper drop than the observed on rural highways. In addition, the estimated values for the capacity C and for the speed at capacity CS for urban highways are lower compared to the estimated for rural highways. Compared to the model used by the HCM 2010, the main difference lies in the significantly lower values for BP, the traffic flow from which the average speed declines as the density of the traffic stream increases. Another important indication is that, although the capacity values are similar between the model used by the HCM 2010 and the calibrated model, the speed at capacity CS is higher at São Paulo state highways.

Since before the release of the Highway Safety Manual research has been indicating the need to incorporate mobility and control aspects to road safety analysis. The first part of this work developed and implement in an existing computational engine a signal timing optimization method that considers mobility, safety, and emissions measures simultaneously. A sensitivity analysis was conducted to provide insight on the practical effects and order of relevance of 20 key input variables. Mobility improvement performance usually coincides with emissions improvements, but sometimes at the expense of safety. The second part of this work investigated the relationship between hourly traffic density and crash rates on Brazilian expressways with different characteristics, based on a database containing over 20,000 crashes and more than 35 million traffic volume observations and. The resulting curves for urban expressways follow a U shape, with minimum values associated with LOS B to C, while the relationships for rural expressways were found to be continuously increasing, suggesting that low volume rural roads are safer than the higher volume ones. The analysis of other influencing factors revealed that nighttime conditions, weaving segments and urban multilane highways could be related to higher crash rates. The third part of the project extends the analysis to crash severity modeling, using an ordered response choice model. The framework that better fit this database led to the development of two different models: single-vehicle crashes (SV) and multiple-vehicle crashes (MV), since the factors that explain the severity of crashes varies widely between these models. For instance, guardrails and barriers proved to effectively reduce severity for SV crashes, for which run-offs are the most severe crash type. The unique database used in this study also allowed for an investigation of the influence of prevailing traffic conditions on crash severity, while still controlling for all other factors. The results suggested that multiple-vehicle crash severity is negatively related with traffic density, while single-vehicle crashes are more closely related to speed. The findings of this work have implications to policy and design decisions, and the produced equation could be incorporated to active traffic management (ATM) and HCM reliability analysis. / Desde antes da publicação do Highway Safety Manual, vários pesquisadores indicam a necessidade de se incorporar aspectos de operação de tráfego à análise de segurança viária. A primeira parte deste trabalho desenvolveu e implementou em uma ferramenta computacional existente um método de otimização de tempos semafóricos que considera medidas de desempenho de operação, segurança e emissões simultaneamente. Uma análise de sensibilidade foi realizada para produzir conhecimento sobre os efeitos práticos e a ordem de relevância de 20 variáveis de entrada principais. O desempenho da programação semafórica em termos de redução dos atrasos geralmente coincide com redução das emissões, embora às vezes às custas da segurança. A segunda parte deste trabalho investigou a relação entre a densidade horária de tráfego e as taxas de acidentes em autoestradas e rodovias de pista dupla brasileiras com características diversas, com base em um banco de dados contendo mais de 20.000 registros de acidentes e mais de 35 milhões de observações de tráfego. As curvas resultantes para rodovias urbanas seguem um formato em U, com valores mínimos associados aos níveis de serviço B a C, enquanto que as relações para as rodovias rurais são contínuas e crescentes, sugerindo que rodovias rurais de baixo volume são mais seguras do que as de maior volume. A análise de outros fatores revelou que condições noturnas, segmentos de entrelaçamento e rodovias de pista dupla convencionais urbanas estariam relacionadas a maiores taxas de acidentes. A terceira parte deste projeto amplia a análise para modelagem de severidade dos acidentes, usando um modelo de escolha discreta ordenado. A estrutura que melhor se adequa a esse banco de dados levou ao desenvolvimento de dois modelos diferentes: acidentes com um veículo e acidentes com múltiplos veículos, já que os fatores que explicam a severidade dos acidentes variam muito entre esses modelos. Por exemplo, defensas e barreiras se mostraram efetivas para a redução da severidade de acidentes com um veículo, para as quais a saída de pista é o tipo de acidente mais grave. O amplo banco de dados usado neste estudo também permitiu uma investigação da influência das condições de tráfego na severidade do acidente, em comparação com todos os outros fatores. Os resultados sugeriram que a severidade de acidentes de múltiplos veículos está negativamente relacionada com a densidade de tráfego, enquanto colisões com um único veículo estão mais relacionadas à velocidade. As descobertas deste trabalho têm implicações nas decisões sobre políticas e projetos de transportes, e a equação produzida pode ser incorporada à análise de confiabilidade do gerenciamento ativo do tráfego (ATM) e do Highway Capacity Manual.

Esta pesquisa apresenta um método de calibração da relação fluxo-velocidade do Highway Capacity Manual, HCM, para autoestradas e rodovias de pista dupla, a partir de recomendações tecidas pelos autores envolvidos na elaboração do manual. Para tanto, foi utilizado uma amostra com mais de 1.700.000 observações, coletadas por 34 sensores de tráfego, localizados em quatros rodovias do Estado de São Paulo: SP-280, SP-348, SP-270 e SP-021. O tratamento do banco de dados foi realizado por meio da filtragem dos dados originais através da aplicação de três critérios, que têm como finalidade remover observações consideradas inadequadas para a calibração do modelo. Os critérios baseiam-se em obter uma corrente de tráfego formada somente por veículos leves, com condições de operação normal e com observações referentes apenas ao regime de fluxo livre. A separação entre os regimes de fluxo livre e congestionado foi realizada por meio da densidade na capacidade. Para tanto, foi proposto um método de estimação da capacidade por meio da análise da variação da velocidade média da corrente em função do fluxo de tráfego. O pressuposto do método parte do conceito de que o colapso da corrente de tráfego é um fenômeno estocástico, caracterizado pela queda abrupta da velocidade média em função do aumento do fluxo de tráfego. O momento em que ocorre mudança abrupta de velocidade é associado ao colapso da corrente de tráfego e consequentemente à capacidade da via. Após a estimação da capacidade, a velocidade na capacidade foi determinada como a média das velocidades associadas ao fluxo na capacidade, enquanto que a densidade na capacidade foi obtida por meio da relação fundamental de tráfego. O método foi aplicado em um conjunto de 18 trechos de rodovias que atingem a capacidade e os resultados foram considerados satisfatórios após a comparação com valores encontrados na literatura. A calibração da relação fluxo-velocidade foi realizada individualmente para cada trecho de rodovia utilizado no estudo. A análise dos resultados mostra que as rodovias rurais apresentam em média valores maiores para velocidade de fluxo livre, capacidade, coeficiente de calibração, velocidade na capacidade e ponto de transição em relação as rodovias urbanas. Alem disso, o ponto de transição, que consiste em um patamar de velocidade de fluxo livre constante, apresenta valores significativamente menores em relação a literatura. / The following research aims to outline a calibration method of the speed-flow relationship presented in the Highway Capacity Manual (HCM). The method is applied on freeways and multilane highways, leveraging the guidelines made by the authors that developed the manual. In order to support the calibration, a sample with more than 1.700.000 observations was used, collected by 34 traffic sensors on four highways at São Paulo state (SP-280, SP-348, SP270, and SP-021). Furthermore, the data treatment and cleaning process aimed to remove observations considered inappropriate from a model calibration perspective by filtering the original data through three main criteria: traffic flow only composed by passenger car, traffic under normal operations condition, and only containing observations which free flow regime applies. The third filtering criteria was applied by splitting free flow and congested regime through the threshold of density at capacity. To this extent, a capacity estimation method was proposed, aiming to analyse the average speed variation in function of the traffic flow. The assumption of the method relies in the concept that the traffic flow breakdown is a stochastic process, characterized by the abrupt drop in the average speed as function of the traffic flow increase. The moment that abrupt drop occurs is related to traffic breakdown and, consequently, to the capacity freeway capacity. Once the capacity was estimated, the speed at capacity was defined as the average of the speed associated with the flow at capacity while the density at capacity was estimated through the fundamental relationship of the traffic flow. The method was applied in 18 delimited highway traffic perimeter that reached their corresponding capacity and the results were considered satisfactory after comparing against values found in the literature. Furthermore, the speed-flow relationships calibration was performed for each of them individually. The results show that rural highways have in average higher free flow speed, capacity, calibration coefficient, speed at capacity and breakpoint than urban highways. Moreover, the breakpoint, which consists a constant free flow speed level, presented significant lower values in comparison to the literature.

Esta pesquisa apresenta um método de calibração da relação fluxo-velocidade do Highway Capacity Manual, HCM, para autoestradas e rodovias de pista dupla, a partir de recomendações tecidas pelos autores envolvidos na elaboração do manual. Para tanto, foi utilizado uma amostra com mais de 1.700.000 observações, coletadas por 34 sensores de tráfego, localizados em quatros rodovias do Estado de São Paulo: SP-280, SP-348, SP-270 e SP-021. O tratamento do banco de dados foi realizado por meio da filtragem dos dados originais através da aplicação de três critérios, que têm como finalidade remover observações consideradas inadequadas para a calibração do modelo. Os critérios baseiam-se em obter uma corrente de tráfego formada somente por veículos leves, com condições de operação normal e com observações referentes apenas ao regime de fluxo livre. A separação entre os regimes de fluxo livre e congestionado foi realizada por meio da densidade na capacidade. Para tanto, foi proposto um método de estimação da capacidade por meio da análise da variação da velocidade média da corrente em função do fluxo de tráfego. O pressuposto do método parte do conceito de que o colapso da corrente de tráfego é um fenômeno estocástico, caracterizado pela queda abrupta da velocidade média em função do aumento do fluxo de tráfego. O momento em que ocorre mudança abrupta de velocidade é associado ao colapso da corrente de tráfego e consequentemente à capacidade da via. Após a estimação da capacidade, a velocidade na capacidade foi determinada como a média das velocidades associadas ao fluxo na capacidade, enquanto que a densidade na capacidade foi obtida por meio da relação fundamental de tráfego. O método foi aplicado em um conjunto de 18 trechos de rodovias que atingem a capacidade e os resultados foram considerados satisfatórios após a comparação com valores encontrados na literatura. A calibração da relação fluxo-velocidade foi realizada individualmente para cada trecho de rodovia utilizado no estudo. A análise dos resultados mostra que as rodovias rurais apresentam em média valores maiores para velocidade de fluxo livre, capacidade, coeficiente de calibração, velocidade na capacidade e ponto de transição em relação as rodovias urbanas. Alem disso, o ponto de transição, que consiste em um patamar de velocidade de fluxo livre constante, apresenta valores significativamente menores em relação a literatura. / The following research aims to outline a calibration method of the speed-flow relationship presented in the Highway Capacity Manual (HCM). The method is applied on freeways and multilane highways, leveraging the guidelines made by the authors that developed the manual. In order to support the calibration, a sample with more than 1.700.000 observations was used, collected by 34 traffic sensors on four highways at São Paulo state (SP-280, SP-348, SP270, and SP-021). Furthermore, the data treatment and cleaning process aimed to remove observations considered inappropriate from a model calibration perspective by filtering the original data through three main criteria: traffic flow only composed by passenger car, traffic under normal operations condition, and only containing observations which free flow regime applies. The third filtering criteria was applied by splitting free flow and congested regime through the threshold of density at capacity. To this extent, a capacity estimation method was proposed, aiming to analyse the average speed variation in function of the traffic flow. The assumption of the method relies in the concept that the traffic flow breakdown is a stochastic process, characterized by the abrupt drop in the average speed as function of the traffic flow increase. The moment that abrupt drop occurs is related to traffic breakdown and, consequently, to the capacity freeway capacity. Once the capacity was estimated, the speed at capacity was defined as the average of the speed associated with the flow at capacity while the density at capacity was estimated through the fundamental relationship of the traffic flow. The method was applied in 18 delimited highway traffic perimeter that reached their corresponding capacity and the results were considered satisfactory after comparing against values found in the literature. Furthermore, the speed-flow relationships calibration was performed for each of them individually. The results show that rural highways have in average higher free flow speed, capacity, calibration coefficient, speed at capacity and breakpoint than urban highways. Moreover, the breakpoint, which consists a constant free flow speed level, presented significant lower values in comparison to the literature.