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.

Via, condutor e veículo são os principais componentes de um sistema viário. A segurança viária decorre de como estes agentes se relacionam entre si. Esta relação pode ser avaliada através da velocidade operacional que o condutor aplica em seu veículo segundo a percepção de conforto e segurança repassada pela rodovia. A análise da consistência geométrica é uma ferramenta de análise para rodovias de pista simples que permite identificar o padrão de utilização das mesmas, através de modelos de estimativa da velocidade operacional e de critérios classificatórios. A análise de consistência geométrica vem sendo utilizada como ferramenta para avaliar problemas de projeto e operação de rodovias existentes e em projeto. A Federal Highway Administration – FHWA recomenda a utilização deste tipo de análise para avaliar a segurança viária de rodovias de pista simples. Os modelos utilizados na análise de consistência geométrica estão calibrados para condicionantes culturais do condutor, de veículos e de rodovias dos Estados Unidos. Assim, a aplicação direta do software IHSDM – Interactive Highway Safety Design Model em rodovias de pista simples do Brasil não é recomendada. A presente Tese propõe um método para análise da consistência geométrica de rodovias brasileiras de pista simples. O método utiliza modelos próprios para estimativa da velocidade operacional, critérios de aplicação das taxas de aceleração e desaceleração e propõe um índice para classificação das rodovias por quilômetro e por trecho: o ICG (índice de consistência geométrica). No estudo de caso, 14 trechos rodoviários, totalizando 225 quilômetros, são submetidos à análise pelo método proposto. A classificação obtida é confrontada com quatro índices de acidentes distintos, resultantes de uma base de dados de acidentes de seis anos, com 14.608 ocorrências. O resultado deste confronto apresenta uma correlação entre o índice de consistência geométrica por trecho, proposto, e o índice de acidentes totais e parciais de 0,59. O valor obtido confirma a relação prevista entre a freqüência de acidentes e indicadores de consistência geométrica, verificada pela FHWA, surpreendendo pela sua intensidade. O melhor desempenho do índice proposto é associado a sua composição, contemplando os critérios de segurança I (consistência do projeto) e II (consistência da velocidade operacional) e ao comportamento verificado em condutores brasileiro, menos sensíveis a restrições geométricas. / The highway, the individual users and the vehicle are the main agents of a traffic system. Traffic safety is determined by how these agents interconnect. Such relation may be assessed by the observation of the operational speed the driver uses in the vehicle according to his perception of comfort and safety of the roadways. The design consistency analysis is an assessment tool for rural two-lane highways which allows the identification of their usage patterns by using operational speed estimate models and sorting criteria. The design consistency analysis has been used as a tool to assess project and operation flaws of existing highways and projects to construct new highways. The Federal Highway Administration – FHWA recommends the use of this kind of analysis to assess the traffic safety of rural two-lane highways. The models used for the design consistency analysis are calibrated to the conditional cultural aspects of United States of America’s drivers, vehicles and highways. Therefore, the straight application of IHSDM – Interactive Highway Safety Design Model software in Brazilian rural two-lane highways is not recommended. This doctoral thesis aims at presenting a method of design consistency analysis of Brazilian rural two-lane highways. Such method uses original models for estimating the operational speed, new criteria for application of acceleration vehicle dynamics rate and introduces a new index to classify highways by kilometer and by segment: the ICG or Design Consistency Index. In this case study, 14 roadway segments – of a total of 225 kilometers – were analyzed by the proposed method. The resulting classification was compared to four other accident indexes from a database of 14,608 official records collected in six years. The result of this comparison leads to a correlation between the proposed design consistency index by highways segment and the total and partial accident index of 0.59. The result confirms the foreseen relation between the accident frequency and the design consistency indicators verified by FHWA – and its intensity is astonishing. The best performance of the proposed index is associated to its composition, which involves the safety criteria I (design consistency) and II (operational speed consistency), and to the behavior observed in Brazilian drivers, less sensitive to geometric restrictions.

Tudo que merece ser mantido e preservado merece ser gerenciado e o gerenciamento da manutenção alcança seu ápice quando tratado na forma de sistema. A sistematização do gerenciamento da manutenção, em que pese ser uma abordagem relativamente recente na ciência e envolver a aproximação dos níveis estratégico e operacionais, é considerada essencial na busca de vantagens competitivas, redução de custos, confiabilidade na produção e prestação de serviços. Desde que as rodovias são consideradas um patrimônio e como tal digno de preservação e gerenciamento, mister que essa gerência da manutenção seja conduzida de forma sistêmica. As rodovias, no caso presente, são as rodovias não pavimentadas localizadas no âmbito de empreendimentos de exploração florestal para extração de celulose. Esse estudo apresenta uma proposta conceitual para a modelagem de um sistema de gerenciamento da manutenção de rodovias não pavimentadas no âmbito de empreendimentos de exploração florestal para extração de celulose. Nesse processo, o estudo tratará de sistemas de gerenciamento da manutenção de rodovias, particularizando os entendimentos de sistemas, gerenciamento e manutenção aplicados às rodovias, assim como apresentará uma visão particularizada da evolução do gerenciamento da manutenção e tratará das abordagens do gerenciamento da manutenção em nível de rede e de projetos. As rodovias não pavimentadas é outro tópico tratado destacando-se as abordagens relacionadas à caracterização e importância dessas rodovias, o conceito de serventia aplicado às rodovias não pavimentadas, os mecanismos de deterioração, modelos de previsão de desempenho e alternativas de manutenção para essas vias, assim como benefícios associados à manutenção, caminhos para priorização seja das intervenções, seja para a seleção das vias, e análises econômicas e financeiras. Outra seção tratará dos empreendimentos florestais de exploração de celulose, oferecendo uma visão geral desses empreendimentos, um panorama do sistema de colheita florestal, trará uma discussão sobre a manutenção de rodovias em empreendimentos privados e as vantagens econômicas de gerenciar a manutenção de redes de rodovias não pavimentada. Todos os conceitos tratados anteriormente são os fundamentos do sistema de gerenciamento da manutenção de rodovias não pavimentadas que se propõe, entre os quais a utilização da ferramenta ‘Relational Unified Process’, uma proposta para condução do processo de gerenciamento da rede não pavimentada, sugestões de políticas e alternativas de intervenções de manutenção, e formas de encaminhamento para a apropriação de dados relativos à frota de veículos e à condição da rede de rodovias. Apresentam-se, ainda, propostas de árvores de decisão para seleção de intervenções de manutenção, conforme a extensão e severidade dos defeitos identificados. / Everything that deserves to be maintained and preserved, deserves to be managed, and the maintenance management reaches its highest level when we deal with it as a system. The systematization of the maintenance management – although it is quite a recent approach as a subject of science that demands putting the strategic and operational levels closer – is considered essential in the search for certain competitive advantages like cost reduction, production pipeline reliability, and service providing. Since roads are viewed as assets worth preserving and managing, such managing has to be carried out in a systemic way. The roads here are the unpaved roads located into forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction. This research presents a conceptual proposal to model an unpaved road maintenance management system located into forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction. This research deals with road maintenance management systems, management and maintenance applied to roads as well as presents a particular point of view related to the evolution of the road maintenance management, and it also deals with the two approaches related to maintenance management, the network-level and the project-level approaches. This work also deals with unpaved roads, characterization and importance of such roads, an approach on the concept of serviceability applied to unpaved roads, mechanisms of deterioration, models to forecast performance, and alternatives of interventions addressed to maintain those roads. It also pinpoints benefits associated with the maintenance, ways to priorize interventions or roads, and some economic and financial analysis. It also works with the forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction, shows a broad vision of that entrepreneurship, approaches the forestry harvesting system, brings a brief discussion about the road maintenance under private entrepreneurships and discusses economic advantages of managing the maintenance of unpaved road network. All concepts previously discussed are the foundation of the proposed unpaved road maintenance management system. Among such concepts is the use of Relational Unified Process tool, a proposal addressed to carry on the unpaved road network management process, suggestions for maintenance polices and alternatives of maintenance interventions, and ways of collecting data related to the vehicle fleet and the condition of the road network. At the end, it presents some decision trees addressed to the selection of maintenance interventions, such trees take into account the length and the severity of the defects identified.

Made available in DSpace on 2010-04-20T20:19:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-07-07T00:00:00Z / Analisa diversos aspectos de Concessões de Rodovias, enfocando aspectos jurídicos, históricos e casos reais das concessões no Brasil. Enfoca modelos e variáveis de Parcerias Público-Privadas, especialmente as rodoviárias. Analisa problemas específicos da cobrança de pedágios. Como conclusões apresenta sugestões para novos modelos de concessão de rodovias; propõe mudanças para o barateamento das tarifas de concessões em andamento; sugere formas para tomar a cobrança de pedágios mais justa

Via, condutor e veículo são os principais componentes de um sistema viário. A segurança viária decorre de como estes agentes se relacionam entre si. Esta relação pode ser avaliada através da velocidade operacional que o condutor aplica em seu veículo segundo a percepção de conforto e segurança repassada pela rodovia. A análise da consistência geométrica é uma ferramenta de análise para rodovias de pista simples que permite identificar o padrão de utilização das mesmas, através de modelos de estimativa da velocidade operacional e de critérios classificatórios. A análise de consistência geométrica vem sendo utilizada como ferramenta para avaliar problemas de projeto e operação de rodovias existentes e em projeto. A Federal Highway Administration – FHWA recomenda a utilização deste tipo de análise para avaliar a segurança viária de rodovias de pista simples. Os modelos utilizados na análise de consistência geométrica estão calibrados para condicionantes culturais do condutor, de veículos e de rodovias dos Estados Unidos. Assim, a aplicação direta do software IHSDM – Interactive Highway Safety Design Model em rodovias de pista simples do Brasil não é recomendada. A presente Tese propõe um método para análise da consistência geométrica de rodovias brasileiras de pista simples. O método utiliza modelos próprios para estimativa da velocidade operacional, critérios de aplicação das taxas de aceleração e desaceleração e propõe um índice para classificação das rodovias por quilômetro e por trecho: o ICG (índice de consistência geométrica). No estudo de caso, 14 trechos rodoviários, totalizando 225 quilômetros, são submetidos à análise pelo método proposto. A classificação obtida é confrontada com quatro índices de acidentes distintos, resultantes de uma base de dados de acidentes de seis anos, com 14.608 ocorrências. O resultado deste confronto apresenta uma correlação entre o índice de consistência geométrica por trecho, proposto, e o índice de acidentes totais e parciais de 0,59. O valor obtido confirma a relação prevista entre a freqüência de acidentes e indicadores de consistência geométrica, verificada pela FHWA, surpreendendo pela sua intensidade. O melhor desempenho do índice proposto é associado a sua composição, contemplando os critérios de segurança I (consistência do projeto) e II (consistência da velocidade operacional) e ao comportamento verificado em condutores brasileiro, menos sensíveis a restrições geométricas. / The highway, the individual users and the vehicle are the main agents of a traffic system. Traffic safety is determined by how these agents interconnect. Such relation may be assessed by the observation of the operational speed the driver uses in the vehicle according to his perception of comfort and safety of the roadways. The design consistency analysis is an assessment tool for rural two-lane highways which allows the identification of their usage patterns by using operational speed estimate models and sorting criteria. The design consistency analysis has been used as a tool to assess project and operation flaws of existing highways and projects to construct new highways. The Federal Highway Administration – FHWA recommends the use of this kind of analysis to assess the traffic safety of rural two-lane highways. The models used for the design consistency analysis are calibrated to the conditional cultural aspects of United States of America’s drivers, vehicles and highways. Therefore, the straight application of IHSDM – Interactive Highway Safety Design Model software in Brazilian rural two-lane highways is not recommended. This doctoral thesis aims at presenting a method of design consistency analysis of Brazilian rural two-lane highways. Such method uses original models for estimating the operational speed, new criteria for application of acceleration vehicle dynamics rate and introduces a new index to classify highways by kilometer and by segment: the ICG or Design Consistency Index. In this case study, 14 roadway segments – of a total of 225 kilometers – were analyzed by the proposed method. The resulting classification was compared to four other accident indexes from a database of 14,608 official records collected in six years. The result of this comparison leads to a correlation between the proposed design consistency index by highways segment and the total and partial accident index of 0.59. The result confirms the foreseen relation between the accident frequency and the design consistency indicators verified by FHWA – and its intensity is astonishing. The best performance of the proposed index is associated to its composition, which involves the safety criteria I (design consistency) and II (operational speed consistency), and to the behavior observed in Brazilian drivers, less sensitive to geometric restrictions.

Tudo que merece ser mantido e preservado merece ser gerenciado e o gerenciamento da manutenção alcança seu ápice quando tratado na forma de sistema. A sistematização do gerenciamento da manutenção, em que pese ser uma abordagem relativamente recente na ciência e envolver a aproximação dos níveis estratégico e operacionais, é considerada essencial na busca de vantagens competitivas, redução de custos, confiabilidade na produção e prestação de serviços. Desde que as rodovias são consideradas um patrimônio e como tal digno de preservação e gerenciamento, mister que essa gerência da manutenção seja conduzida de forma sistêmica. As rodovias, no caso presente, são as rodovias não pavimentadas localizadas no âmbito de empreendimentos de exploração florestal para extração de celulose. Esse estudo apresenta uma proposta conceitual para a modelagem de um sistema de gerenciamento da manutenção de rodovias não pavimentadas no âmbito de empreendimentos de exploração florestal para extração de celulose. Nesse processo, o estudo tratará de sistemas de gerenciamento da manutenção de rodovias, particularizando os entendimentos de sistemas, gerenciamento e manutenção aplicados às rodovias, assim como apresentará uma visão particularizada da evolução do gerenciamento da manutenção e tratará das abordagens do gerenciamento da manutenção em nível de rede e de projetos. As rodovias não pavimentadas é outro tópico tratado destacando-se as abordagens relacionadas à caracterização e importância dessas rodovias, o conceito de serventia aplicado às rodovias não pavimentadas, os mecanismos de deterioração, modelos de previsão de desempenho e alternativas de manutenção para essas vias, assim como benefícios associados à manutenção, caminhos para priorização seja das intervenções, seja para a seleção das vias, e análises econômicas e financeiras. Outra seção tratará dos empreendimentos florestais de exploração de celulose, oferecendo uma visão geral desses empreendimentos, um panorama do sistema de colheita florestal, trará uma discussão sobre a manutenção de rodovias em empreendimentos privados e as vantagens econômicas de gerenciar a manutenção de redes de rodovias não pavimentada. Todos os conceitos tratados anteriormente são os fundamentos do sistema de gerenciamento da manutenção de rodovias não pavimentadas que se propõe, entre os quais a utilização da ferramenta ‘Relational Unified Process’, uma proposta para condução do processo de gerenciamento da rede não pavimentada, sugestões de políticas e alternativas de intervenções de manutenção, e formas de encaminhamento para a apropriação de dados relativos à frota de veículos e à condição da rede de rodovias. Apresentam-se, ainda, propostas de árvores de decisão para seleção de intervenções de manutenção, conforme a extensão e severidade dos defeitos identificados. / Everything that deserves to be maintained and preserved, deserves to be managed, and the maintenance management reaches its highest level when we deal with it as a system. The systematization of the maintenance management – although it is quite a recent approach as a subject of science that demands putting the strategic and operational levels closer – is considered essential in the search for certain competitive advantages like cost reduction, production pipeline reliability, and service providing. Since roads are viewed as assets worth preserving and managing, such managing has to be carried out in a systemic way. The roads here are the unpaved roads located into forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction. This research presents a conceptual proposal to model an unpaved road maintenance management system located into forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction. This research deals with road maintenance management systems, management and maintenance applied to roads as well as presents a particular point of view related to the evolution of the road maintenance management, and it also deals with the two approaches related to maintenance management, the network-level and the project-level approaches. This work also deals with unpaved roads, characterization and importance of such roads, an approach on the concept of serviceability applied to unpaved roads, mechanisms of deterioration, models to forecast performance, and alternatives of interventions addressed to maintain those roads. It also pinpoints benefits associated with the maintenance, ways to priorize interventions or roads, and some economic and financial analysis. It also works with the forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction, shows a broad vision of that entrepreneurship, approaches the forestry harvesting system, brings a brief discussion about the road maintenance under private entrepreneurships and discusses economic advantages of managing the maintenance of unpaved road network. All concepts previously discussed are the foundation of the proposed unpaved road maintenance management system. Among such concepts is the use of Relational Unified Process tool, a proposal addressed to carry on the unpaved road network management process, suggestions for maintenance polices and alternatives of maintenance interventions, and ways of collecting data related to the vehicle fleet and the condition of the road network. At the end, it presents some decision trees addressed to the selection of maintenance interventions, such trees take into account the length and the severity of the defects identified.

Submitted by ÉRICO FERNANDO DE OLIVEIRA MARTINS null (profericomartins@gmail.com) on 2017-10-20T20:50:58Z No. of bitstreams: 1 TESE_PPGCC_EFOM_FINAL.pdf: 19920753 bytes, checksum: 0914bc57a7e2e403ee03d576a74e8e57 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-10-23T19:41:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_efo_dr_prud.pdf: 19920753 bytes, checksum: 0914bc57a7e2e403ee03d576a74e8e57 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-23T19:41:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_efo_dr_prud.pdf: 19920753 bytes, checksum: 0914bc57a7e2e403ee03d576a74e8e57 (MD5) Previous issue date: 2017-08-25 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Mato Grosso (FAPEMAT) / Os processos convencionais de extração de rodovias em imagens digitais não costumam fazer uso de informações a priori e normalmente não há uma preocupação a respeito da padronização necessária para que os resultados das extrações sejam utilizados em Infraestruturas de Dados Espaciais (IDE). Por consequência, os resultados dessas extrações acabam sendo geometricamente robustos, porém fragmentados em relação ao contexto e a seu padrão de estrutura, ou seja, necessitarão de um grande esforço do operador humano para que possam se tornar elegíveis à IDE, contrariando uma das principais motivações para o desenvolvimento de métodos (semi-) automáticos de extração, que é desonerar o operador humano de tarefas repetitivas e enfadonhas. Neste contexto a hipótese motivadora desta pesquisa levanta a questão: “adaptando processos clássicos de extração de rodovias para a integração de dados geoespaciais preexistentes, será possível apresentar um método para atualização sistemática de malha rodoviária em área rural, que seja capaz de preservar informações e estruturas preexistentes? ”. Como resposta é apresentado aqui um método para a atualização da malha rodoviária em formato vetorial, advinda de bases de dados cartográficas elaboradas segundo uma IDE, por meio da integração de diferentes tipos de dados, preservando sua integridade. No decorrer das três etapas em que está organizado o método o arquivo vetorial sofrerá uma série de modificações geométricas, configuradas em distintos processos, começando com uma conflação vetor-para-vetor com o mapa de rodovias inferido a partir de trajetórias de deslocamento com objetivo de identificar ramos ausentes na malha e agregá-los (Expansão da Malha); seguida de uma conflação vetor-para-vetor com os segmentos de eixo de rodovias extraídos de uma imagem sintética obtida a partir das imagens RapidEye (Ajuste da Malha Expandida); finalizando com a etapa de refino pela aplicação das snakes de redes sobre a malha ajustada e a imagem sintética (Refino da Malha Ajustada) e por fim uma atribuição da componente altimétrica por meio de um Modelo Digital de Superfície, resultando em um arquivo vetorial geometricamente atualizado e expandido para o espaço tridimensional, com estrutura e atributos preservados. Os experimentos realizados demonstraram a robustez do método, com a média do RMSE da malha inicial em 50,86 m, alcançando 18,72 m na primeira etapa do método (expansão da malha), reduzindo para 7,25 m na etapa seguinte (ajuste da malha), e para 3,74 m na etapa final (refino da malha). Assim, o processo finaliza com um RMSE médio de 3,74 m e um desvio-padrão de 2,86 m, que permite o enquadramento da malha resultante no PEC-PCD 1:50.000 classe A, devidamente adequado aos padrões da IDE. / Conventional road extraction processes in digital imagery do not usually make use of a priori information and there is usually no concern about the standardization required for extraction results to be used in Spatial Data Infrastructures (SDI). As a result, these extractions turn out to be geometrically robust but fragmented in relation to the context and their structure pattern, that is, they will require a great effort from the human operator so that they can become eligible for SDI, contrary to one of the main motivations for the development of (semi) automatic extraction methods, which is to deprive the human operator of repetitive and tedious tasks. In this context the motivating hypothesis of this research raises the question: "adapting classic processes of road extraction for the integration of preexisting geospatial data, it will be possible to present a method for systematic updating of road network in rural area, which is able to preserve preexisting information and structures? ". A method for updating the road network in vector format from cartographic databases elaborated according to an SDI is presented here, through the integration of different types of data, preserving its integrity. During the three stages in which the method is organized the vector file will undergo a series of geometric modifications, configured in different processes, starting with a vector-to-vector conflation with the road map inferred from displacement paths with the objective of identify missing branches in the mesh and aggregate them (Mesh Expansion); followed by vector-to-vector conflation with the segments of road axes extracted from a synthetic image obtained from the RapidEye (Expanded Mesh Adjustment) images; finishing with the refining step by applying the network snakes on the adjusted mesh and the synthetic image (Refining the Adjusted Mesh) and finally an assignment of the altimetric component through a Digital Surface Model, resulting in a vector file geometrically updated and expanded for the three-dimensional space with preserved structure and attributes. The experiments showed the robustness of the method, with the average RMSE of the initial mesh in 50.86 m, reaching 18.72 m in the first step of the method (mesh expansion), reducing to 7.25 m in the next step (mesh adjustment), and to 3.74 m in the final step (mesh refining). Thus, the process ends with an average RMSE of 3.74 m and a standard deviation of 2.86 m, which allows framing of the resulting mesh in the 1: 50,000 Class A PEC-PCD, duly adapted to SDI standards. / FAPEMAT: 231463/2013

Via, condutor e veículo são os principais componentes de um sistema viário. A segurança viária decorre de como estes agentes se relacionam entre si. Esta relação pode ser avaliada através da velocidade operacional que o condutor aplica em seu veículo segundo a percepção de conforto e segurança repassada pela rodovia. A análise da consistência geométrica é uma ferramenta de análise para rodovias de pista simples que permite identificar o padrão de utilização das mesmas, através de modelos de estimativa da velocidade operacional e de critérios classificatórios. A análise de consistência geométrica vem sendo utilizada como ferramenta para avaliar problemas de projeto e operação de rodovias existentes e em projeto. A Federal Highway Administration – FHWA recomenda a utilização deste tipo de análise para avaliar a segurança viária de rodovias de pista simples. Os modelos utilizados na análise de consistência geométrica estão calibrados para condicionantes culturais do condutor, de veículos e de rodovias dos Estados Unidos. Assim, a aplicação direta do software IHSDM – Interactive Highway Safety Design Model em rodovias de pista simples do Brasil não é recomendada. A presente Tese propõe um método para análise da consistência geométrica de rodovias brasileiras de pista simples. O método utiliza modelos próprios para estimativa da velocidade operacional, critérios de aplicação das taxas de aceleração e desaceleração e propõe um índice para classificação das rodovias por quilômetro e por trecho: o ICG (índice de consistência geométrica). No estudo de caso, 14 trechos rodoviários, totalizando 225 quilômetros, são submetidos à análise pelo método proposto. A classificação obtida é confrontada com quatro índices de acidentes distintos, resultantes de uma base de dados de acidentes de seis anos, com 14.608 ocorrências. O resultado deste confronto apresenta uma correlação entre o índice de consistência geométrica por trecho, proposto, e o índice de acidentes totais e parciais de 0,59. O valor obtido confirma a relação prevista entre a freqüência de acidentes e indicadores de consistência geométrica, verificada pela FHWA, surpreendendo pela sua intensidade. O melhor desempenho do índice proposto é associado a sua composição, contemplando os critérios de segurança I (consistência do projeto) e II (consistência da velocidade operacional) e ao comportamento verificado em condutores brasileiro, menos sensíveis a restrições geométricas. / The highway, the individual users and the vehicle are the main agents of a traffic system. Traffic safety is determined by how these agents interconnect. Such relation may be assessed by the observation of the operational speed the driver uses in the vehicle according to his perception of comfort and safety of the roadways. The design consistency analysis is an assessment tool for rural two-lane highways which allows the identification of their usage patterns by using operational speed estimate models and sorting criteria. The design consistency analysis has been used as a tool to assess project and operation flaws of existing highways and projects to construct new highways. The Federal Highway Administration – FHWA recommends the use of this kind of analysis to assess the traffic safety of rural two-lane highways. The models used for the design consistency analysis are calibrated to the conditional cultural aspects of United States of America’s drivers, vehicles and highways. Therefore, the straight application of IHSDM – Interactive Highway Safety Design Model software in Brazilian rural two-lane highways is not recommended. This doctoral thesis aims at presenting a method of design consistency analysis of Brazilian rural two-lane highways. Such method uses original models for estimating the operational speed, new criteria for application of acceleration vehicle dynamics rate and introduces a new index to classify highways by kilometer and by segment: the ICG or Design Consistency Index. In this case study, 14 roadway segments – of a total of 225 kilometers – were analyzed by the proposed method. The resulting classification was compared to four other accident indexes from a database of 14,608 official records collected in six years. The result of this comparison leads to a correlation between the proposed design consistency index by highways segment and the total and partial accident index of 0.59. The result confirms the foreseen relation between the accident frequency and the design consistency indicators verified by FHWA – and its intensity is astonishing. The best performance of the proposed index is associated to its composition, which involves the safety criteria I (design consistency) and II (operational speed consistency), and to the behavior observed in Brazilian drivers, less sensitive to geometric restrictions.

Tudo que merece ser mantido e preservado merece ser gerenciado e o gerenciamento da manutenção alcança seu ápice quando tratado na forma de sistema. A sistematização do gerenciamento da manutenção, em que pese ser uma abordagem relativamente recente na ciência e envolver a aproximação dos níveis estratégico e operacionais, é considerada essencial na busca de vantagens competitivas, redução de custos, confiabilidade na produção e prestação de serviços. Desde que as rodovias são consideradas um patrimônio e como tal digno de preservação e gerenciamento, mister que essa gerência da manutenção seja conduzida de forma sistêmica. As rodovias, no caso presente, são as rodovias não pavimentadas localizadas no âmbito de empreendimentos de exploração florestal para extração de celulose. Esse estudo apresenta uma proposta conceitual para a modelagem de um sistema de gerenciamento da manutenção de rodovias não pavimentadas no âmbito de empreendimentos de exploração florestal para extração de celulose. Nesse processo, o estudo tratará de sistemas de gerenciamento da manutenção de rodovias, particularizando os entendimentos de sistemas, gerenciamento e manutenção aplicados às rodovias, assim como apresentará uma visão particularizada da evolução do gerenciamento da manutenção e tratará das abordagens do gerenciamento da manutenção em nível de rede e de projetos. As rodovias não pavimentadas é outro tópico tratado destacando-se as abordagens relacionadas à caracterização e importância dessas rodovias, o conceito de serventia aplicado às rodovias não pavimentadas, os mecanismos de deterioração, modelos de previsão de desempenho e alternativas de manutenção para essas vias, assim como benefícios associados à manutenção, caminhos para priorização seja das intervenções, seja para a seleção das vias, e análises econômicas e financeiras. Outra seção tratará dos empreendimentos florestais de exploração de celulose, oferecendo uma visão geral desses empreendimentos, um panorama do sistema de colheita florestal, trará uma discussão sobre a manutenção de rodovias em empreendimentos privados e as vantagens econômicas de gerenciar a manutenção de redes de rodovias não pavimentada. Todos os conceitos tratados anteriormente são os fundamentos do sistema de gerenciamento da manutenção de rodovias não pavimentadas que se propõe, entre os quais a utilização da ferramenta ‘Relational Unified Process’, uma proposta para condução do processo de gerenciamento da rede não pavimentada, sugestões de políticas e alternativas de intervenções de manutenção, e formas de encaminhamento para a apropriação de dados relativos à frota de veículos e à condição da rede de rodovias. Apresentam-se, ainda, propostas de árvores de decisão para seleção de intervenções de manutenção, conforme a extensão e severidade dos defeitos identificados. / Everything that deserves to be maintained and preserved, deserves to be managed, and the maintenance management reaches its highest level when we deal with it as a system. The systematization of the maintenance management – although it is quite a recent approach as a subject of science that demands putting the strategic and operational levels closer – is considered essential in the search for certain competitive advantages like cost reduction, production pipeline reliability, and service providing. Since roads are viewed as assets worth preserving and managing, such managing has to be carried out in a systemic way. The roads here are the unpaved roads located into forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction. This research presents a conceptual proposal to model an unpaved road maintenance management system located into forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction. This research deals with road maintenance management systems, management and maintenance applied to roads as well as presents a particular point of view related to the evolution of the road maintenance management, and it also deals with the two approaches related to maintenance management, the network-level and the project-level approaches. This work also deals with unpaved roads, characterization and importance of such roads, an approach on the concept of serviceability applied to unpaved roads, mechanisms of deterioration, models to forecast performance, and alternatives of interventions addressed to maintain those roads. It also pinpoints benefits associated with the maintenance, ways to priorize interventions or roads, and some economic and financial analysis. It also works with the forestry exploration entrepreneurship for cellulose extraction, shows a broad vision of that entrepreneurship, approaches the forestry harvesting system, brings a brief discussion about the road maintenance under private entrepreneurships and discusses economic advantages of managing the maintenance of unpaved road network. All concepts previously discussed are the foundation of the proposed unpaved road maintenance management system. Among such concepts is the use of Relational Unified Process tool, a proposal addressed to carry on the unpaved road network management process, suggestions for maintenance polices and alternatives of maintenance interventions, and ways of collecting data related to the vehicle fleet and the condition of the road network. At the end, it presents some decision trees addressed to the selection of maintenance interventions, such trees take into account the length and the severity of the defects identified.

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.