nÃo hà / Since 2000, Fortaleza has a modern urban traffic control system (CTAFOR) that, although efficiently reaching its operational objectives in controlling the urban traffic, does not solve all the congestion problems on the network. One way of improving the performance of such a system would be to gather precise information about the travel behavior within the area under control, allowing real time actions and characterizing CTAFOR as a real Intelligent Transportation System (ITS). In such a context, the main objective of this research was to estimate motorized person trips patterns in an area within a region under control of Fortalezaâs UTC system, using a synthetic OD matrix estimation model which is based in traffic flow volumes, running on QueensOD software. As a first step, it was defined the area for the case study, that would be representative of the whole region controlled by CTAFOR,in which this model was applied with the objective of gaining a better understanding and experience in its use. After defining the study area, it was developed the step of calibrating the estimation model regarding the error criteria used to calculate the differences between estimated and observed trip demands, as well as estimated and observed traffic flows. This step was followed by a sensitivity analysis on the estimation results due to the variation in the quality of the input data (OD seed matrix and traffic volumes) and an analysis of the variability of the demand. As the main conclusions, it can be pointed out that the information provided by CTAFOR alone are not enough to estimate good quality OD matrices, requiring good OD seed matrices. Therefore, if one wants to estimate matrices for different periods of the day, it is necessary to collect sample OD matrices directly in the field for each time period, since the use of a seed OD matrix redefines the structure of the OD matrix to be estimated / Desde 2000, Fortaleza dispÃe de um moderno sistema de controle de trÃfego em Ãrea (CTAFOR) que, apesar de eficaz no controle operacional do trÃfego urbano, nÃo soluciona definitivamente os problemas de congestionamento da rede. Uma forma de melhorar o desempenho desse sistema seria obter informaÃÃes precisas sobre o comportamento de deslocamento do trÃfego em sua Ãrea de controle, permitindo intervenÃÃes em tempo real e caracterizando o CTAFOR como um verdadeiro Sistema Inteligente de Transporte (ITS). Diante deste contexto, o objetivo geral desta pesquisa foi estimar demandas de deslocamento do transporte individual motorizado na regiÃo controlada em tempo real pelo CTAFOR, utilizando o modelo de estimaÃÃo sintÃtica de matriz OD que se baseia em contagens volumÃtricas do trÃfego, implementado no QueensOD. Inicialmente, foi definida uma Ãrea de estudo de caso, representativa de toda a regiÃo controlada pelo CTAFOR, na qual esse modelo foi aplicado com a finalidade de obter uma maior compreensÃo e experiÃncia na sua utilizaÃÃo. ApÃs a definiÃÃo da Ãrea de estudo, foi realizada a etapa de calibraÃÃo do modelo de estimaÃÃo quanto aos critÃrios de erro utilizados para calcular as diferenÃas entre as demandas estimadas e observadas e os fluxos de trÃfego estimados e observados. Essa etapa foi seguida de uma anÃlise de sensibilidade dos resultados de estimaÃÃo frente à variaÃÃo da qualidade dos dados de entrada (matriz OD semente e fluxos de trÃfego) e uma anÃlise da variabilidade da demanda. Como principais conclusÃes, tÃmse que as informaÃÃes fornecidas pelo controle de trÃfego em tempo real realizado pelo CTAFOR sozinhas nÃo sÃo suficientes e dependem do fornecimento de uma matriz OD semente com qualidade para a obtenÃÃo de resultados satisfatÃrios de estimaÃÃo, e que, caso se deseje estimar matrizes para diferentes perÃodos do dia, deve-se obter matrizes OD amostrais diretamente em campo para o respectivo horÃrio, visto que a utilizaÃÃo de uma matriz OD semente prÃ-define a estrutura da matriz OD a ser estimada

Advanced Traffic Management Systems (ATMS) and Advanced Traveler Information Systems (ATIS) utilize real-time information to apply measures improve the transportation system performance. Two key inputs for ATMS and ATIS are dynamic travel times and dynamic OD matrices. Bluetooth devices detection technology has been increasingly used to track vehicle movements on the network. This possibility naturally raises the question of whether this information can be used to improve the dynamic estimation of OD matrices. Previous research efforts rely entirely on the Bluetooth OD counts for estimation, which is why they require high penetration rates. In our study, we use Bluetooth data to supplement loop detector data while estimating dynamic OD matrices using Kalman filter. We use OD proportions as state variables and travel times, link counts, Bluetooth OD matrix and input and exit volumes as measurements. A simulation experiment is conducted in VISSIM and is designed such that the traffic network emulates the observed traffic patterns. Two case studies are performed for comparison. One uses Bluetooth OD matrices as input for estimation while the other does not. The Bluetooth ODs used in the Kalman filter estimation was found to improve the OD flow estimates. The developed methods were compared with synthetic OD estimation software (QueensOD) and were found to be more effective in obtaining dynamic OD flow estimates. A case of study with fewer detectors was also studied. When it was compared with a similar method developed by Gharat(2011), the errors were lower. / Master of Science

A pesquisa relatada nesta dissertação procura demonstrar como um modelo microscópico de simulação pode ser usado para produzir dados para a quantificação de medidas de desempenho relacionadas ao transporte sustentável, de tal forma que seja possível incorporar a contribuição individual de cada veículo que viaja pela rede em cada medida de desempenho utilizada. Para tanto, é apresentado um estudo de caso no corredor Anhangüera-Bandeirantes, entre São Paulo e Jundiaí, onde foram propostas quatro estratégias operacionais hipotéticas para ilustrar como o índice de sustentabilidade pode ser utilizado na tomada de decisões na área de transportes. O modelo de simulação de tráfego utilizado foi o Integration que teve seus parâmetros de entrada recalibrados a partir dos fluxos obtidos dos laços indutivos instalados ao longo do corredor estudado. As matrizes O/D utilizadas nas simulações foram estimadas através do QueensOD e as medidas de desempenho constituintes do índice de sustentabilidade proposto foram : a taxa de viagem, o consumo de combustível e as emissões de HC, CO e \'NO IND. X\'. / The objectives of the research reported in this masters dissertation was to demonstrate how a microsimulation model outputs can be used to quantify performance measures related to sustainable transportation, in a way such that each individual vehicle contribution is accounted for in the calculation of the performance measures. A case study, focusing the São Paulo to Jundiaí segment of the Anhanguera-Bandeirantes highway corridor, was used to demonstrate the application of the proposed approach. Four hypothetical operational strategies were compared to illustrate how the proposed sustainability index might be used in decision making. The Integration model was used to simulate the highway corridor. The microsimulation model was calibrated using data from the inductive loops installed along the studied section and the synthetic O/D matrices were estimated by means of the QueensOD model, from traffic counts. The sustainability index used included the following performance measures : travel rate, fuel consumption and HC, CO e \'NO IND. X\' emissions.

A meta do trabalho é propor e testar a hipótese que a contagem de tráfego nas interseções da rede de transportes, ao invés de contagem de tráfego nos arcos, reduz o grau de indeterminação e torna mais precisa a matriz OD estimada pelo modelo sintético. Ademais, é proposto e detalhado um método de estimação da matriz OD através de médias sucessivas (MEMS). É apresentada a descrição matemática das propostas e o detalhamento dos experimentos elaborados para testá-las. Três métodos de estimação, QUEENSOD, TransCAD e MEMS, foram utilizados na verificação da hipótese. A inserção de \"arcos virtuais\" na rede de transportes constituiu um artifício que permitiu aos programas QUEENSOD e TransCAD realizarem a estimação utilizando fluxos observados nas interseções. A utilização de contagens de fluxo nas interseções propiciou à matriz OD estimada, melhorias que acarretaram sua aproximação com a matriz OD \"real\". O experimento mostrou que a matriz OD estimada ao considerar contagens de tráfego nas interseções apresenta melhor desempenho em comparação a matriz estimada ao considerar contagens nos arcos da rede de transportes. A matriz estimada gradativamente aproximou-se da \"real\" à medida que foi aumentada a quantidade de informação de fluxo e sua distribuição na rede. Assim, a hipótese formulada para este trabalho não pôde ser refutada. / The aim of this work is to propose and test the hypothesis that traffic counts collected at network intersections, instead of traffic counts collected at links, reduce indeterminacy and make more accurate the OD matrix estimated by the synthetic model. Furthermore, a method is proposed and described in detail to estimate the OD matrix based on successive averages (MEMS). The model formulation of the proposals and a description of the experiments are presented. Three estimation methods, QUEENSOD, TransCAD, and MEMS were used in the hypothesis verification. The use of \"virtual links\" in the network consists of an artifice that enable the QUEENSOD and TransCAD to estimate the OD matrix based on traffic counts at intersection. By using flow counts conducted at intersections, improvements could be made to the estimated OD matrix bringing it closer to \"real situations\". The experiments results show that the OD matrix estimation based on traffic counts collected on network intersection has a better performance in contrast to the estimation based on traffic counts collected on network links. The estimated matrix gradually becomes closer to \"real situations\" while the quantity of information flow and its distribution to the network is increased. Therefore, the formulated hypothesis for this work cannot be refuted.

A meta do trabalho é propor e testar a hipótese que a contagem de tráfego nas interseções da rede de transportes, ao invés de contagem de tráfego nos arcos, reduz o grau de indeterminação e torna mais precisa a matriz OD estimada pelo modelo sintético. Ademais, é proposto e detalhado um método de estimação da matriz OD através de médias sucessivas (MEMS). É apresentada a descrição matemática das propostas e o detalhamento dos experimentos elaborados para testá-las. Três métodos de estimação, QUEENSOD, TransCAD e MEMS, foram utilizados na verificação da hipótese. A inserção de \"arcos virtuais\" na rede de transportes constituiu um artifício que permitiu aos programas QUEENSOD e TransCAD realizarem a estimação utilizando fluxos observados nas interseções. A utilização de contagens de fluxo nas interseções propiciou à matriz OD estimada, melhorias que acarretaram sua aproximação com a matriz OD \"real\". O experimento mostrou que a matriz OD estimada ao considerar contagens de tráfego nas interseções apresenta melhor desempenho em comparação a matriz estimada ao considerar contagens nos arcos da rede de transportes. A matriz estimada gradativamente aproximou-se da \"real\" à medida que foi aumentada a quantidade de informação de fluxo e sua distribuição na rede. Assim, a hipótese formulada para este trabalho não pôde ser refutada. / The aim of this work is to propose and test the hypothesis that traffic counts collected at network intersections, instead of traffic counts collected at links, reduce indeterminacy and make more accurate the OD matrix estimated by the synthetic model. Furthermore, a method is proposed and described in detail to estimate the OD matrix based on successive averages (MEMS). The model formulation of the proposals and a description of the experiments are presented. Three estimation methods, QUEENSOD, TransCAD, and MEMS were used in the hypothesis verification. The use of \"virtual links\" in the network consists of an artifice that enable the QUEENSOD and TransCAD to estimate the OD matrix based on traffic counts at intersection. By using flow counts conducted at intersections, improvements could be made to the estimated OD matrix bringing it closer to \"real situations\". The experiments results show that the OD matrix estimation based on traffic counts collected on network intersection has a better performance in contrast to the estimation based on traffic counts collected on network links. The estimated matrix gradually becomes closer to \"real situations\" while the quantity of information flow and its distribution to the network is increased. Therefore, the formulated hypothesis for this work cannot be refuted.

A pesquisa relatada nesta dissertação procura demonstrar como um modelo microscópico de simulação pode ser usado para produzir dados para a quantificação de medidas de desempenho relacionadas ao transporte sustentável, de tal forma que seja possível incorporar a contribuição individual de cada veículo que viaja pela rede em cada medida de desempenho utilizada. Para tanto, é apresentado um estudo de caso no corredor Anhangüera-Bandeirantes, entre São Paulo e Jundiaí, onde foram propostas quatro estratégias operacionais hipotéticas para ilustrar como o índice de sustentabilidade pode ser utilizado na tomada de decisões na área de transportes. O modelo de simulação de tráfego utilizado foi o Integration que teve seus parâmetros de entrada recalibrados a partir dos fluxos obtidos dos laços indutivos instalados ao longo do corredor estudado. As matrizes O/D utilizadas nas simulações foram estimadas através do QueensOD e as medidas de desempenho constituintes do índice de sustentabilidade proposto foram : a taxa de viagem, o consumo de combustível e as emissões de HC, CO e \'NO IND. X\'. / The objectives of the research reported in this masters dissertation was to demonstrate how a microsimulation model outputs can be used to quantify performance measures related to sustainable transportation, in a way such that each individual vehicle contribution is accounted for in the calculation of the performance measures. A case study, focusing the São Paulo to Jundiaí segment of the Anhanguera-Bandeirantes highway corridor, was used to demonstrate the application of the proposed approach. Four hypothetical operational strategies were compared to illustrate how the proposed sustainability index might be used in decision making. The Integration model was used to simulate the highway corridor. The microsimulation model was calibrated using data from the inductive loops installed along the studied section and the synthetic O/D matrices were estimated by means of the QueensOD model, from traffic counts. The sustainability index used included the following performance measures : travel rate, fuel consumption and HC, CO e \'NO IND. X\' emissions.