Os planos de coordenação semafórica são reconhecidamente eficientes para promover a fluidez das correntes de tráfego e melhorar a qualidade operacional do sistema viário. Portanto, os técnicos responsáveis pela gestão do tráfego deveriam, sempre que possível, adotar métodos para a definição adequada das defasagens, utilizando ferramentas que auxiliem na decisão das operações. Porém, uma pesquisa realizada em cidades das regiões Sul e Sudeste sobre as estratégias de coordenação empregadas, demonstrou especialmente para municípios de porte médio que somente 13% utilizam ferramentas computacionais para prover planos de coordenação nos semáforos monitorados por centrais. Para os demais corredores semaforizados, cerca de 27% utilizam o diagrama espaço-tempo, 36% realizam ajustes locais através da observação do tráfego, 14% utilizam veículo-teste e 23% não adotam esquemas de coordenação. O objetivo desta dissertação é avaliar a eficiência de dois programas de coordenação semafórica que poderiam ser utilizados em cidades que não dispõem de técnicas mais eficientes para definir os planos semafóricos. Uma revisão bibliográfica sobre os métodos mais conhecidos foi realizada, identificando que os programas disponíveis seguem três critérios distintos: a maximização da largura da banda verde; a minimização dos atrasos e paradas; e a combinação das vantagens de ambos os critérios. O primeiro programa, cujo nome é SBAND, consiste em uma implementação computacional do critério de maximização de banda baseada no método half-integer synchronization, proposto por Morgan e Little. O segundo programa é o simulador INTEGRATION, que coordena semáforos baseado no critério de minimização de atrasos e paradas. Com esses programas, foram gerados planos semafóricos para diversas condições de tráfego em vias arteriais de Londrina e São Carlos, simuladas com o INTEGRATION. A análise das medidas de desempenho - tempo de percurso, atraso médio e número médio de paradas - indica que é possível planos semafóricos melhores do que aqueles em vigência nos corredores analisados, com redução dos valores médios destas medidas. A análise sugere que o programa INTEGRATION é mais recomendado para os casos em que o fluxo de veículos é elevado e semelhante na via principal e nas transversais, enquanto o programa SBAND é recomendado quando a via principal apresenta volume de tráfego leve ou moderado, maior do que nas vias secundárias. / Traffic signal synchronization strategies are useful to improve traffic flow mobility and level of service of arterial streets. Therefore, technicians in charge of management of the traffic system operation should take advantage of the benefits of these tools, as always as possible, in order to define the most adequate traffic signal offsets. However, interviews carried on mid-size cities of southern and southwestern regions of Brazil indicated that only 13% of these cities define plans for traffic signal networks, controlled by a central control room, based on any type of traffic signal coordination software. For non-controlled streets, 27% of the cities define offsets using the traditional space-time diagram, 36% make local adjustments in a trial and error basis, 14% use a test vehicle and the remaining 23% do not use any strategy for synchronization. Based on these findings, the objective of this master thesis is to assess the performance of two traffic signal synchronization tools that might be used in cities which do not make use of more efficient techniques to define signal plans. Literature review indicates that the available softwares are developed according to three distinct approaches: bandwidth maximization, minimization of delays and stops and combination of both previous methods. The first software tested, named SBAND, is based on the Morgan and Little half-integer synchronization algorithm, which maximizes bandwidth of signalized arterial streets. The second software is the INTEGRATION traffic simulation tool, which synchronizes traffic signals minimizing delays and stops. Different signal plans were defined by means of these two softwares, for several traffic conditions in arterial streets of Londrina and São Carlos, and simulated with INTEGRATION. The analysis of measures of effectiveness generated on the simulations – travel time, average delay and average number of stops – indicate that is possible to obtain better traffic signal plans, with reduction on the measures of effectiveness for the plans currently adopted for these arterials. The results also suggest that INTEGRATION is more recommended for scenarios when traffic flow on principal arterials is heavy and similar to the traffic on secondary streets, while SBAND is recommended for light to moderate traffic flow on main street, with through trips predominating and lighter traffic on secondary streets.

Os planos de coordenação semafórica são reconhecidamente eficientes para promover a fluidez das correntes de tráfego e melhorar a qualidade operacional do sistema viário. Portanto, os técnicos responsáveis pela gestão do tráfego deveriam, sempre que possível, adotar métodos para a definição adequada das defasagens, utilizando ferramentas que auxiliem na decisão das operações. Porém, uma pesquisa realizada em cidades das regiões Sul e Sudeste sobre as estratégias de coordenação empregadas, demonstrou especialmente para municípios de porte médio que somente 13% utilizam ferramentas computacionais para prover planos de coordenação nos semáforos monitorados por centrais. Para os demais corredores semaforizados, cerca de 27% utilizam o diagrama espaço-tempo, 36% realizam ajustes locais através da observação do tráfego, 14% utilizam veículo-teste e 23% não adotam esquemas de coordenação. O objetivo desta dissertação é avaliar a eficiência de dois programas de coordenação semafórica que poderiam ser utilizados em cidades que não dispõem de técnicas mais eficientes para definir os planos semafóricos. Uma revisão bibliográfica sobre os métodos mais conhecidos foi realizada, identificando que os programas disponíveis seguem três critérios distintos: a maximização da largura da banda verde; a minimização dos atrasos e paradas; e a combinação das vantagens de ambos os critérios. O primeiro programa, cujo nome é SBAND, consiste em uma implementação computacional do critério de maximização de banda baseada no método half-integer synchronization, proposto por Morgan e Little. O segundo programa é o simulador INTEGRATION, que coordena semáforos baseado no critério de minimização de atrasos e paradas. Com esses programas, foram gerados planos semafóricos para diversas condições de tráfego em vias arteriais de Londrina e São Carlos, simuladas com o INTEGRATION. A análise das medidas de desempenho - tempo de percurso, atraso médio e número médio de paradas - indica que é possível planos semafóricos melhores do que aqueles em vigência nos corredores analisados, com redução dos valores médios destas medidas. A análise sugere que o programa INTEGRATION é mais recomendado para os casos em que o fluxo de veículos é elevado e semelhante na via principal e nas transversais, enquanto o programa SBAND é recomendado quando a via principal apresenta volume de tráfego leve ou moderado, maior do que nas vias secundárias. / Traffic signal synchronization strategies are useful to improve traffic flow mobility and level of service of arterial streets. Therefore, technicians in charge of management of the traffic system operation should take advantage of the benefits of these tools, as always as possible, in order to define the most adequate traffic signal offsets. However, interviews carried on mid-size cities of southern and southwestern regions of Brazil indicated that only 13% of these cities define plans for traffic signal networks, controlled by a central control room, based on any type of traffic signal coordination software. For non-controlled streets, 27% of the cities define offsets using the traditional space-time diagram, 36% make local adjustments in a trial and error basis, 14% use a test vehicle and the remaining 23% do not use any strategy for synchronization. Based on these findings, the objective of this master thesis is to assess the performance of two traffic signal synchronization tools that might be used in cities which do not make use of more efficient techniques to define signal plans. Literature review indicates that the available softwares are developed according to three distinct approaches: bandwidth maximization, minimization of delays and stops and combination of both previous methods. The first software tested, named SBAND, is based on the Morgan and Little half-integer synchronization algorithm, which maximizes bandwidth of signalized arterial streets. The second software is the INTEGRATION traffic simulation tool, which synchronizes traffic signals minimizing delays and stops. Different signal plans were defined by means of these two softwares, for several traffic conditions in arterial streets of Londrina and São Carlos, and simulated with INTEGRATION. The analysis of measures of effectiveness generated on the simulations – travel time, average delay and average number of stops – indicate that is possible to obtain better traffic signal plans, with reduction on the measures of effectiveness for the plans currently adopted for these arterials. The results also suggest that INTEGRATION is more recommended for scenarios when traffic flow on principal arterials is heavy and similar to the traffic on secondary streets, while SBAND is recommended for light to moderate traffic flow on main street, with through trips predominating and lighter traffic on secondary streets.

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.

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.

Este trabalho contém os seguintes tópicos: fundamentos sobre a operação de semáforos e descrição de alguns modelos analíticos de avaliação do desempenho de semáforos isolados e coordenados; considerações sobre simulação do tráfego de veículos e comentários sobre alguns dos principais modelos de simulação desenvolvidos; descrição do simulador de tráfego INTEGRATION; análise dos valores obtidos com o INTEGRATION em alguns casos simples de cruzamentos com semáforos isolados e coordenados, através da comparação com os resultados fornecidos por outros modelos teóricos de avaliação do desempenho de semáforos; e emprego do simulador INTEGRATION na avaliação de algumas alternativas de operação de um trecho de via semaforizado da cidade de Manágua- Nicarágua. Os valores obtidos com o INTEGRATION nos casos simples de cruzamentos com semáforos isolados e coordenados mostram-se próximos dos fornecidos por outros modelos teóricos, bem como consistentes com o comportamento real da operação de veículos em semáforos isolados e coordenados. A análise da situação atual do trecho de via de Manágua analisado mostrou dois pontos importantes: primeiro, o trânsito no local se encontra totalmente congestionado nos horários de pico; segundo, alterações na programação dos semáforos não resolvem o problema, sendo necessário o aumento de uma faixa em cada sentido na via principal. Considerando o aumento das duas faixas, foram gerados seis cenários de operação, numa combinação envolvendo os seguintes aspectos: semáforos isolados ou coordenados, existência de conversão à esquerda ou não e coordenação na via principal num e no outro sentido. Todos esses cenários mais o cenário atual foram avaliados utilizando o simulador INTEGRATION. Os resultados apontam que os melhores cenários são aqueles em que é proibida a conversão à esquerda. Por circunstâncias particulares, a coordenação dos semáforos não apresentou os benefícios que normalmente apresenta. / The following topics are enclosed in this work: fundamentals about traffic signals operation and description of some analytical models of evaluation of isolated and co-ordinated traffic signals performance; considerations about the traffic of vehicles simulation and comments regarding some of the main developed simulation models; description of the traffic simulator INTEGRATION; analysis of the values obtained using INTEGRATION in some simple cases of intersections with isolated traffic signals and coordinated, through the comparison with the supplied results obtained in other theoretical evaluation models of the traffic signals performance; and INTEGRATION simulator application in the evaluation of some operation alternatives of a signalized stretch in the city of Managua-Nicaragua. The values obtained with the INTEGRATION in the simple cases of intersections with isolated and co-ordinated traffic signals are close to the supplied ones by theoretical models, as well as consistent with the real behavior of vehicles operation at isolated and co-ordinated traffic signals. The current situation analysis of the stretch of way of Managua indicated that: the local traffic is totally congested in the peak times; and the alterations in the traffic signals programing do not solve the problem; having the necessity of increasing and additional lane in the main lane. Considering the increase of these two lanes, six scenary of operation were generated, in a combination involving the following aspects: isolated and co-ordinated traffic signals, existence of conversion the left turn or not and co-ordinated traffic signals in the main way in one on the other direction. All these scenes and the current scene had been more evaluated using simulator INTEGRATION. The results point that the best scenes are those where it is forbidden the left turn. For particular circunstances, the co-ordinated traffic signals did not present benefits that normally present.

Este trabalho contém os seguintes tópicos: fundamentos sobre a operação de semáforos e descrição de alguns modelos analíticos de avaliação do desempenho de semáforos isolados e coordenados; considerações sobre simulação do tráfego de veículos e comentários sobre alguns dos principais modelos de simulação desenvolvidos; descrição do simulador de tráfego INTEGRATION; análise dos valores obtidos com o INTEGRATION em alguns casos simples de cruzamentos com semáforos isolados e coordenados, através da comparação com os resultados fornecidos por outros modelos teóricos de avaliação do desempenho de semáforos; e emprego do simulador INTEGRATION na avaliação de algumas alternativas de operação de um trecho de via semaforizado da cidade de Manágua- Nicarágua. Os valores obtidos com o INTEGRATION nos casos simples de cruzamentos com semáforos isolados e coordenados mostram-se próximos dos fornecidos por outros modelos teóricos, bem como consistentes com o comportamento real da operação de veículos em semáforos isolados e coordenados. A análise da situação atual do trecho de via de Manágua analisado mostrou dois pontos importantes: primeiro, o trânsito no local se encontra totalmente congestionado nos horários de pico; segundo, alterações na programação dos semáforos não resolvem o problema, sendo necessário o aumento de uma faixa em cada sentido na via principal. Considerando o aumento das duas faixas, foram gerados seis cenários de operação, numa combinação envolvendo os seguintes aspectos: semáforos isolados ou coordenados, existência de conversão à esquerda ou não e coordenação na via principal num e no outro sentido. Todos esses cenários mais o cenário atual foram avaliados utilizando o simulador INTEGRATION. Os resultados apontam que os melhores cenários são aqueles em que é proibida a conversão à esquerda. Por circunstâncias particulares, a coordenação dos semáforos não apresentou os benefícios que normalmente apresenta. / The following topics are enclosed in this work: fundamentals about traffic signals operation and description of some analytical models of evaluation of isolated and co-ordinated traffic signals performance; considerations about the traffic of vehicles simulation and comments regarding some of the main developed simulation models; description of the traffic simulator INTEGRATION; analysis of the values obtained using INTEGRATION in some simple cases of intersections with isolated traffic signals and coordinated, through the comparison with the supplied results obtained in other theoretical evaluation models of the traffic signals performance; and INTEGRATION simulator application in the evaluation of some operation alternatives of a signalized stretch in the city of Managua-Nicaragua. The values obtained with the INTEGRATION in the simple cases of intersections with isolated and co-ordinated traffic signals are close to the supplied ones by theoretical models, as well as consistent with the real behavior of vehicles operation at isolated and co-ordinated traffic signals. The current situation analysis of the stretch of way of Managua indicated that: the local traffic is totally congested in the peak times; and the alterations in the traffic signals programing do not solve the problem; having the necessity of increasing and additional lane in the main lane. Considering the increase of these two lanes, six scenary of operation were generated, in a combination involving the following aspects: isolated and co-ordinated traffic signals, existence of conversion the left turn or not and co-ordinated traffic signals in the main way in one on the other direction. All these scenes and the current scene had been more evaluated using simulator INTEGRATION. The results point that the best scenes are those where it is forbidden the left turn. For particular circunstances, the co-ordinated traffic signals did not present benefits that normally present.