Na última década, o Bus Rapid Transit (BRT) consolidou-se como uma alternativa para qualificar o transporte urbano sobre pneus. Porém, como os elementos de projeto propiciam muita flexibilidade no conceito BRT é necessário que os projetistas tenham pleno entendimento deste sistema tão complexo. Sistemas prioritários para ônibus tipo BRT são ainda projetados com base em técnicas de tentativa e erro e em experiências bem sucedidas. A literatura especializada relata os efeitos de diversos elementos físico e operacionais no desempenho de sistemas ônibus, mas, geral, estes são representados de forma isolada. Pouco se sabe sobre o efeito da combinação dos elementos no desempenho de um sistema BRT. Modelos computacionais permitem que os elementos que compõem as diferentes configurações dos sistemas BRT sejam testados de forma combinada e melhorias sejam sugeridas ainda em fase de planejamento. Esta dissertação contempla aplicações do software EMBARQ BRT Simulator em duas dimensões. A primeira demonstra o potencial de utilização da ferramenta de simulação através de dois estudos de caso onde foi testado o desempenho de corredores BRT em fase de projeto no Rio de Janeiro e Arequipa, Peru. Na segunda aplicação, 324 cenários estruturados através de um projeto de experimentos a partir de 6 diferentes elementos de projeto, foram simulados. Os resultados propiciaram o desenvolvimento de análises quantitativas e qualitativas. Através da análise qualitativa buscou-se um melhor entendimento da interação dos elementos de projeto. A análise quantitativa passou pela formulação de dois modelos de regressão que tem como variável de resposta a velocidade operacional do BRT. A pesquisa propiciou um melhor entendimento do impacto da combinação de elementos de projeto. Espera-se que os resultados contribuam para reduzir o empirismo na formulação de novos projetos de BRT. / In the last decade, the Bus Rapid Transit (BRT) has established itself as an alternative to qualifying urban transit. However, as design elements provide much flexibility in the BRT concept, designers need to have full understanding of this so complex system. Bus priority systems for BRT are still being designed based on techniques of trial and error and successful experiences. The literature reports the effects of various physical and operational elements of bus systems that impact its performance, but in general these are represented isolated. Little is known about the effect of the combination of these elements in the performance of a BRT system. Computational models allow the assessment of the different configurations of BRT systems elements being tested in combination and suggest improvements at the planning stages. This study includes the application of the software EMBARQ BRT Simulator in two applications. The first demonstrates the potential of using simulation tools through two case studies where it was tested the performance of BRT corridors in the design phase in Rio de Janeiro and Arequipa, Peru. In the second application, 324 scenarios were simulated; they were created as a combination from six different design elements. The results led to the development of quantitative and qualitative analysis. Through qualitative analysis it was possible a better understanding of the interaction of design elements. Quantitative analysis began by formulating two regression models whose dependent variable was the operating speed of BRT. The research provided a better understanding of the impact of the combination of design elements. It is hoped that the results contribute to reduce the empiricism in the formulation of new BRT projects.

O modelo veículo seguidor – ou car-following – é o coração dos softwares de simulação microscópica de tráfego. Quando bem calibrados, esses softwares são capazes de replicar a realidade em ambiente controlado. Ainda hoje há uma resistência quanto à calibração do modelo veículo seguidor e, mesmo que muitos trabalhos relatem formas de realizá-la, são escassas as referências na literatura sobre calibração utilizando dados de sistemas ônibus. Este trabalho consiste na elaboração de um método de calibração do modelo veículo seguidor de Gipps, combinado ao modelo de aceleração linear, para a replicação da operação de ônibus em corredores exclusivos. A elaboração do método iniciou com uma revisão dos principais modelos veículo seguidor e uma posterior avaliação dos modelos GHR e de Gipps para manobras típicas de sistemas ônibus. A seguir elaborou-se o procedimento de calibração utilizando coleta de dados por meio de filmagens da operação dos ônibus em corredores e da extração dos dados utilizando uma ferramenta de reconhecimento de imagem. O método das coordenadas retangulares foi utilizado para corrigir a paralaxe. Concomitante às filmagens analisou-se visualmente a ocupação dos ônibus para que as taxas de aceleração e desaceleração dos ônibus pudessem ser diferenciadas conforme o nível de ocupação. A calibração foi realizada através da comparação da distância percorrida pelos veículos ao longo do tempo e as correspondentes modeladas. Os resultados para taxas de aceleração e desaceleração obtidas a partir de dados coletados em Curitiba evidenciam a validade do procedimento. A simplicidade do método desenvolvido é uma característica importante, pois permite a replicação em outros ambientes sem a necessidade de equipamentos sofisticados. / The car-following model is the heart of the traffic simulation software and it is able to replicate real traffic conditions in a controlled environment when properly calibrated. Still today there is resistance on the car-following model calibration and, even though many papers report calibration forms of this model, there are scarce references in the literature about calibration using bus systems data. This work is the development of a method for calibrating the Gipps car-following model, combined with the free linear acceleration model, for replication of buses operation in exclusive lanes. We initiated the method planning with a review of the main car-following model and evaluation of GHR and Gipps for typical bus systems maneuvers. In the next step we developed the calibration procedure using data collection through filming bus operation and drawing out data using a tool for image recognition. We used the rectangular coordinates method to parallax correction. We also visually analyzed the buses occupation simultaneously to filming, so bus acceleration and deceleration rates could be differentiated according to the occupancy level. Calibration was achieved by comparing the vehicle distance traveled over time and corresponding modeled. The results for acceleration and deceleration rates and speed desired values obtained from data collected in Curitiba demonstrate the validity of the procedure. An important feature of this method is the plainness, as it enables replication in other environments without the need for sophisticated equipment.

O modelo apresentado neste trabalho, denominado SimPed, foi concebido para fornecer uma boa representação da interação entre pedestres e uma abordagem realista para a interação entre pedestres e veículos em ambiente urbano. O modelo apresenta uma estrutura híbrida, combinando conceitos baseados em campo de força e as abordagens baseadas regra. Pedestres e veículos são representados por agentes e os atributos das infraestruturas são definidos através de camadas estruturais. Este trabalho, apresenta também, o desenvolvimento de dois modelos preliminares ao SimPed. O primeiro modelo apresenta conceitos básicos de movimento de pedestres. O segundo refere-se aos problemas de geração de rotas dos pedestres. O modelo SimPed é um novo modelo de movimentação de pedestres, que considera a interação entre veículos e pedestres. A fim de verificar a aplicabilidade prática do SimPed, este trabalho apresenta três testes de simulação. O primeiro teste preocupa-se com a capacidade do modelo para representar a interação entre os pedestres. O segundo analisa uma travessia de pedestres, e foi concebido para investigar a influência do campo de força dos pedestres no desempenho do tráfego de veículos. O terceiro teste se preocupa com a representação da aceitação de gaps pelos pedestres. Neste teste os valores dos gaps obtidos na simulação são comparados com valores de gaps obtidos a partir de uma coleta de dados de vídeo em um local de travessia de pedestres. Os testes indicam que o modelo SimPed fornece bons fundamentos para uma representação de qualidade do processo de travessia dos pedestres. / The model presented in this work, named as SimPed, has been devised to provide a sound representation of interaction among pedestrians and a more realistic approach for interaction between pedestrians and vehicles. The model presents a hybrid structure, combining force field and rule based approaches. Pedestrians and vehicles assume an agent based representation and the attributes of the infrastructure are defined by several structural layers. This work presents the development of 2 preliminary models and the SimPed model. The first model concerns about basic concepts of pedestrians’ movement. The second one concerns about the pedestrians’ path generation problem. The SimPed model is a new pedestrian’s movement model with vehicle and pedestrians interaction capabilities. In order to verify the practical applicability of the SimPed, this work presents three simulation tests. The first test concerns the capacity of the model to represent interaction among pedestrians. The second analyses a pedestrian crossing environment, and was devised to investigate the influence of the force-based parameter on traffic performance. The third simulation test is concerned with pedestrians´ gap acceptance representation. In this test gap acceptance values obtained from simulation are compared with gap values obtained from a video data collection of pedestrians at a crossing facility. The tests indicate that the model structure and its calibration resources provide good grounds for sound representations of realistic conditions.

Na última década, o Bus Rapid Transit (BRT) consolidou-se como uma alternativa para qualificar o transporte urbano sobre pneus. Porém, como os elementos de projeto propiciam muita flexibilidade no conceito BRT é necessário que os projetistas tenham pleno entendimento deste sistema tão complexo. Sistemas prioritários para ônibus tipo BRT são ainda projetados com base em técnicas de tentativa e erro e em experiências bem sucedidas. A literatura especializada relata os efeitos de diversos elementos físico e operacionais no desempenho de sistemas ônibus, mas, geral, estes são representados de forma isolada. Pouco se sabe sobre o efeito da combinação dos elementos no desempenho de um sistema BRT. Modelos computacionais permitem que os elementos que compõem as diferentes configurações dos sistemas BRT sejam testados de forma combinada e melhorias sejam sugeridas ainda em fase de planejamento. Esta dissertação contempla aplicações do software EMBARQ BRT Simulator em duas dimensões. A primeira demonstra o potencial de utilização da ferramenta de simulação através de dois estudos de caso onde foi testado o desempenho de corredores BRT em fase de projeto no Rio de Janeiro e Arequipa, Peru. Na segunda aplicação, 324 cenários estruturados através de um projeto de experimentos a partir de 6 diferentes elementos de projeto, foram simulados. Os resultados propiciaram o desenvolvimento de análises quantitativas e qualitativas. Através da análise qualitativa buscou-se um melhor entendimento da interação dos elementos de projeto. A análise quantitativa passou pela formulação de dois modelos de regressão que tem como variável de resposta a velocidade operacional do BRT. A pesquisa propiciou um melhor entendimento do impacto da combinação de elementos de projeto. Espera-se que os resultados contribuam para reduzir o empirismo na formulação de novos projetos de BRT. / In the last decade, the Bus Rapid Transit (BRT) has established itself as an alternative to qualifying urban transit. However, as design elements provide much flexibility in the BRT concept, designers need to have full understanding of this so complex system. Bus priority systems for BRT are still being designed based on techniques of trial and error and successful experiences. The literature reports the effects of various physical and operational elements of bus systems that impact its performance, but in general these are represented isolated. Little is known about the effect of the combination of these elements in the performance of a BRT system. Computational models allow the assessment of the different configurations of BRT systems elements being tested in combination and suggest improvements at the planning stages. This study includes the application of the software EMBARQ BRT Simulator in two applications. The first demonstrates the potential of using simulation tools through two case studies where it was tested the performance of BRT corridors in the design phase in Rio de Janeiro and Arequipa, Peru. In the second application, 324 scenarios were simulated; they were created as a combination from six different design elements. The results led to the development of quantitative and qualitative analysis. Through qualitative analysis it was possible a better understanding of the interaction of design elements. Quantitative analysis began by formulating two regression models whose dependent variable was the operating speed of BRT. The research provided a better understanding of the impact of the combination of design elements. It is hoped that the results contribute to reduce the empiricism in the formulation of new BRT projects.

O modelo apresentado neste trabalho, denominado SimPed, foi concebido para fornecer uma boa representação da interação entre pedestres e uma abordagem realista para a interação entre pedestres e veículos em ambiente urbano. O modelo apresenta uma estrutura híbrida, combinando conceitos baseados em campo de força e as abordagens baseadas regra. Pedestres e veículos são representados por agentes e os atributos das infraestruturas são definidos através de camadas estruturais. Este trabalho, apresenta também, o desenvolvimento de dois modelos preliminares ao SimPed. O primeiro modelo apresenta conceitos básicos de movimento de pedestres. O segundo refere-se aos problemas de geração de rotas dos pedestres. O modelo SimPed é um novo modelo de movimentação de pedestres, que considera a interação entre veículos e pedestres. A fim de verificar a aplicabilidade prática do SimPed, este trabalho apresenta três testes de simulação. O primeiro teste preocupa-se com a capacidade do modelo para representar a interação entre os pedestres. O segundo analisa uma travessia de pedestres, e foi concebido para investigar a influência do campo de força dos pedestres no desempenho do tráfego de veículos. O terceiro teste se preocupa com a representação da aceitação de gaps pelos pedestres. Neste teste os valores dos gaps obtidos na simulação são comparados com valores de gaps obtidos a partir de uma coleta de dados de vídeo em um local de travessia de pedestres. Os testes indicam que o modelo SimPed fornece bons fundamentos para uma representação de qualidade do processo de travessia dos pedestres. / The model presented in this work, named as SimPed, has been devised to provide a sound representation of interaction among pedestrians and a more realistic approach for interaction between pedestrians and vehicles. The model presents a hybrid structure, combining force field and rule based approaches. Pedestrians and vehicles assume an agent based representation and the attributes of the infrastructure are defined by several structural layers. This work presents the development of 2 preliminary models and the SimPed model. The first model concerns about basic concepts of pedestrians’ movement. The second one concerns about the pedestrians’ path generation problem. The SimPed model is a new pedestrian’s movement model with vehicle and pedestrians interaction capabilities. In order to verify the practical applicability of the SimPed, this work presents three simulation tests. The first test concerns the capacity of the model to represent interaction among pedestrians. The second analyses a pedestrian crossing environment, and was devised to investigate the influence of the force-based parameter on traffic performance. The third simulation test is concerned with pedestrians´ gap acceptance representation. In this test gap acceptance values obtained from simulation are compared with gap values obtained from a video data collection of pedestrians at a crossing facility. The tests indicate that the model structure and its calibration resources provide good grounds for sound representations of realistic conditions.

O crescimento rápido da demanda por transporte público urbano nas grandes cidades dos países em desenvolvimento, aliado ao esgotamento (ou quase esgotamento) da capacidade das redes, as preocupações ambientais e as restrições orçamentárias que impedem a implantação de sistemas sofisticados de transporte de massa têm constituído um enorme desafio aos planejadores de transporte urbano. A experiência de alguns países em desenvolvimento, em particular do Brasil, com Ônibus operando com direito exclusivo de circulação tem possibilitado fluxos de passageiros bastante altos em alguns corredores, comparáveis aos de sistemas sobre trilhos, a custos significativamente menores. O objetivo deste trabalho é demonstrar as relações básicas entre as principais características físicas, operacionais e de demanda em um corredor exclusivo de ônibus e suas características de desempenho. Para tanto, desenvolve-se primeiramente um modelo conceitual simples do funcionamento de uma parada isolada do corredor, que captura a essência destas relações e que pode ser estendido para representar um sistema de paradas em série. A seguir, apresenta-se um modelo de simulação que tem como função permitir uma análise mais realista do sistema, levando em conta os efeitos estocásticos inerentes aos sistemas reais, e sob um grande número de configurações físicas, operacionais e de demanda. O modelo de simulação é inicialmente validado contra o modelo conceitual, e então usado na análise de capacidade e nível de serviço de uma parada isolada do sistema e de um corredor hipotético. Sugerem-se modificações de projeto no corredor estudado para incrementar sua capacidade. Finalmente, o trabalho encerra resumindo as principais conclusões, avaliando as técnicas usadas na pesquisa, e sugerindo tópicos para pesquisas futuras na área. / The main objective of this study is to demonstrate the basic relationships amongst the main physical, operational and demand parameters of a busway and its main perforrnance parameters. To achieve that, a simple conceptual model of the functioning of a single bus stop is presented, which can readily be extended to a series of bus stops. A simulation model which allows the representation of rather complex configurations of the system is then described. It is firstly compared to the conceptual model and then used to access the system's sensibility to various stochastic parameters. A hypothetical system is also analyzed and its design modified in order to achieve better performance. The study concludes by summarizing the main findings, evaluating the techniques used in the research and suggesting topics for further research.

O modelo veículo seguidor – ou car-following – é o coração dos softwares de simulação microscópica de tráfego. Quando bem calibrados, esses softwares são capazes de replicar a realidade em ambiente controlado. Ainda hoje há uma resistência quanto à calibração do modelo veículo seguidor e, mesmo que muitos trabalhos relatem formas de realizá-la, são escassas as referências na literatura sobre calibração utilizando dados de sistemas ônibus. Este trabalho consiste na elaboração de um método de calibração do modelo veículo seguidor de Gipps, combinado ao modelo de aceleração linear, para a replicação da operação de ônibus em corredores exclusivos. A elaboração do método iniciou com uma revisão dos principais modelos veículo seguidor e uma posterior avaliação dos modelos GHR e de Gipps para manobras típicas de sistemas ônibus. A seguir elaborou-se o procedimento de calibração utilizando coleta de dados por meio de filmagens da operação dos ônibus em corredores e da extração dos dados utilizando uma ferramenta de reconhecimento de imagem. O método das coordenadas retangulares foi utilizado para corrigir a paralaxe. Concomitante às filmagens analisou-se visualmente a ocupação dos ônibus para que as taxas de aceleração e desaceleração dos ônibus pudessem ser diferenciadas conforme o nível de ocupação. A calibração foi realizada através da comparação da distância percorrida pelos veículos ao longo do tempo e as correspondentes modeladas. Os resultados para taxas de aceleração e desaceleração obtidas a partir de dados coletados em Curitiba evidenciam a validade do procedimento. A simplicidade do método desenvolvido é uma característica importante, pois permite a replicação em outros ambientes sem a necessidade de equipamentos sofisticados. / The car-following model is the heart of the traffic simulation software and it is able to replicate real traffic conditions in a controlled environment when properly calibrated. Still today there is resistance on the car-following model calibration and, even though many papers report calibration forms of this model, there are scarce references in the literature about calibration using bus systems data. This work is the development of a method for calibrating the Gipps car-following model, combined with the free linear acceleration model, for replication of buses operation in exclusive lanes. We initiated the method planning with a review of the main car-following model and evaluation of GHR and Gipps for typical bus systems maneuvers. In the next step we developed the calibration procedure using data collection through filming bus operation and drawing out data using a tool for image recognition. We used the rectangular coordinates method to parallax correction. We also visually analyzed the buses occupation simultaneously to filming, so bus acceleration and deceleration rates could be differentiated according to the occupancy level. Calibration was achieved by comparing the vehicle distance traveled over time and corresponding modeled. The results for acceleration and deceleration rates and speed desired values obtained from data collected in Curitiba demonstrate the validity of the procedure. An important feature of this method is the plainness, as it enables replication in other environments without the need for sophisticated equipment.

Os ensaios acelerados de pavimentos em escala real consistem na aplicação controlada de uma carga de roda igual ou acima da carga máxima legal permitida, em uma estrutura de pavimento, seja este um pavimento-teste ou uma via existente, para se determinar a resposta do sistema e o seu desempenho sob condições controladas e aceleradas de acúmulo de danos num espaço limitado de tempo (METCALF, 1996). Esses ensaios podem ser realizados hoje, tanto por simuladores instalados em campos de prova destinados a este único fim, quanto por simuladores móveis, cuja composição é rebocável ou autopropelida e pode ser posicionada no local a ser pesquisado, o que se mostra especialmente vantajoso no estudo de materiais e técnicas de restauração de pavimentos por preservar as condições de contorno. Apresentam-se os resultados dos primeiros testes acelerados em pavimentos com simulador de tráfego linear móvel no Brasil e suas contribuições para o desenvolvimento das técnicas, processos de projeto e planejamento rodoviários. Apresenta-se também uma síntese dos ensaios acelerados de pavimentos em escala real com simuladores de tráfego lineares móveis, com o objetivo de mostrar o estágio atual do conhecimento nessa área, a partir de uma revisão bibliográfica e associando esses conhecimentos a casos práticos. Como contribuição para futuros trabalhos, com base na análise das pesquisas já finalizadas e dos resultados já obtidos, foi elaborada uma proposta de método para a realização de simulação em pista e de ensaios a serem conduzidos antes, durante e após o término da simulação, dependendo do objetivo específico dos ensaios acelerados. / Full-scale accelerated pavement testing is defined as the controlled application of a wheel load in a pavement structure to determine the pavement system response and its performance under accelerated conditions of accumulated damage in a compressed time period (METCALF, 1996). Loads at or above the legal maximum allowed by highway agencies can be applied at test tracks, using simulators designed solely for this purpose, or at existent roads using mobile simulators positioned right at the road pavement structure. This layout provides an interesting advantage in the study of materials and pavement rehabilitation techniques by preserving field conditions, specially structural and environmental characteristics. This research describes the results from the first accelerated pavement tests with mobile linear traffic simulator in Brazil and their contribution for the development of design procedures, distress monitoring methods, and road planning. As part of this research, a wide literature review was done associated with practical case studies, the current stage of knowledge in this area, and a real scale synthesis of accelerated pavement experiments with linear mobile traffic simulators. This research proposes a simulation method for testing pavement sections and the evaluation tests to be performed according to the objective of the accelerated pavement test study. This research is a contribution to the state of practice of this type of accelerated pavement testing in Brazil and outlines the path for future applications of this technology in the country.