Made available in DSpace on 2016-06-02T20:01:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6766.pdf: 29436615 bytes, checksum: b6add30cfef1455d7033acb6e81e37d0 (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / The Traffic and Transport Engineering has developed several techniques to mitigate the pernicious causes from the risks associated with intersections or crossing points level in traffic. Among the several devices of better efficiency and lower cost are the roundabouts, which are intended to simplify the intersection, so that the traffic that interacts there has a safe conduct, with few points of conflict and small delays. Although today has been widely used in the world and brazilian urban traffic the roundabouts are geometric elements that prioritize or monopolize motorized vehicular traffic due to lack of infrastructure, whether by choice or lack of technical knowledge, for cyclists, pedestrians and public transport have equal security. To assess what are the indicators that lead to this monopolization of devices were used ten roundabouts, being five in São José do Rio Preto and five in San Carlos, and proposed a confrontation of technical concepts between experts in the fields of Urban Planning and Urban Engineering, through AHP method, specialized literature and reality found in loco, to check for possible similarities and diferences existing between definitions, concepts and options and thus identify which factors are taken into consideration in the project, implementation and maintenance of or devices. Came to the conclusion that the specialized literature and subject matter experts defend pedestrians as a priority for the project, deployment, infrastructure and maintenance, but the devices are not able to safety. / A Engenharia de Tráfego e de Transportes tem desenvolvido várias técnicas para abrandar as causas perniciosas provenientes dos riscos existentes em pontos de interseção em nível no trânsito. Dentre os dispositivos viários de melhor eficiência e menor custo estão as rotatórias, que têm como finalidade simplificar a interseção, para que o tráfego que se ali interage tenha um desenrolar seguro, com poucos pontos de conflitos e pequenos tempos de espera. Embora na atualidade venha sendo muito utilizada no trânsito urbano mundial e brasileiro, as rotatórias são elementos geométricos que priorizam ou monopolizam o trânsito veicular motorizado devido à falta de infraestrutura, seja por opção ou carência de conhecimento técnico, para que ciclistas, pedestres, e transportes coletivos tenham igual segurança. Para aferir quais são os indicadores que levam a esta monopolização nos dispositivos, foram utilizados dez rotatórias sendo, cinco em São José do Rio Preto e cinco em São Carlos e proposto um confronto de conceitos técnicos entre especialistas nas áreas de Urbanismo e Engenharia Urbana, através do método AHP (Análise Hierárquica de Processos), literatura especializada e realidade constatada in loco, para verificar possíveis similaridades e diferenças existentes entre definições, conceitos e opções e assim identificar quais fatores são levados em consideração no projeto, implantação e ou manutenção dos dispositivos. Chegou-se à conclusão que a literatura especializada e os especialistas no assunto defendem os pedestres como prioridade para projeto, implantação, infraestrutura e manutenção, entretanto os dispositivos não estão aptos a segurança dos mesmos.

Estimar com acurácia a vida útil de um pavimento é um dos maiores desafios que enfrentam os engenheiros rodoviários. Recentemente uma nova ferramenta tem sido utilizada para estimar de forma mais realista o desempenho de pavimentos; trata-se dos simuladores de tráfego. Neste contexto, esta dissertação apresenta um estudo do comportamento de um pavimento flexível típico da Região Sul do Brasil, submetido a ensaios acelerados com um simulador de tráfego linear móvel (semelhante ao HVS da República Sul-Africana). O pavimento encontra-se na rodovia BR-290, uma das principais vias do Rio Grande do Sul, que está desde 1997 sob concessão à iniciativa privada. De maio a outubro de 2007 duas seções testes com idêntica estrutura de pavimento, construídas em outubro de 2004, foram solicitadas pelo simulador de tráfego. A primeira seção teste, situada na faixa externa da pista, tinha sido solicitada pelo tráfego real (com elevada concentração de veículos de carga), estimando-se que, desde a construção até o início dos ensaios acelerados, recebera aproximadamente 4,0 x106 operações equivalentes do eixo padrão (eixo simples com rodas duplas com carga igual a 8,2 tf), calculadas empregando-se os fatores de equivalência de carga da AASHTO (NAASHTO). A outra seção teste, por estar situada no acostamento da rodovia, praticamente não tinha sido previamente solicitada pelo tráfego. O simulador de tráfego aplicou a essas seções testes, respectivamente, 170 mil e 255 mil ciclos de carga de um semi-eixo simples de rodas duplas de 8 tf (equivalente a carga de eixo de 16 tf). Para acompanhar o comportamento do pavimento, mediram-se, ao longo dos períodos de ensaio, deflexões e afundamentos nas trilhas de rodas. Trincas foram medidas e mapeadas, calculando-se um índice de densidade de trincamento. Dados de temperatura e precipitação pluviométrica também foram obtidos. As medidas de campo evidenciaram uma significativa aceleração na degradação do pavimento quando submetido à ação do simulador. Com os ensaios acelerados concluídos, amostras das camadas asfálticas das duas seções testes foram extraídas, determinando-se em laboratório valores de resistência à tração, módulo de resiliência (com diferentes tempos de carga) e curvas de fadiga. Desse modo, foi possível estimar a tendência de desempenho do pavimento desde a sua construção até o término de sua vida de serviço, comparando-se a ação do simulador com a do tráfego real. Na análise foram considerados os efeitos da velocidade (baixa) do carregamento imposto pelo simulador de tráfego nos módulos de deformabilidade do ligante asfáltico e da mistura asfáltica. Também foi avaliado o efeito acelerador na degradação do pavimento, decorrente das elevadas tensões geradas pela carga de eixo do simulador, muito superior às correspondentes a veículos comerciais. Assim, estimou-se que um ciclo de carga (carga de eixo de 16 tf) do simulador móvel, aplicado à velocidade de 8 km/h, corresponde à passagem de 30 a 40 eixos padrão, na velocidade do tráfego real, e que a vida de serviço do pavimento analisado é de aproximadamente 8,2 x106 eixos padrão (NAASHTO). / The accurate prediction of pavements lives is one of the most difficult challenges that Pavement Engineers face. Traffic simulators have been recently used as a new tool to improve the prediction of pavements performances: In this context, this MSc Thesis presents a study on the behavior of an asphalt pavement with structure typical of those built in Southern Brazil, submitted to accelerated testing by a mobile traffic simulator (similar to the South African HVS). The pavement is on BR-290, one of the most important highways in Rio do Grande do Sul (Brazil southernmost state); a toll-road since 1997. From May to October 2007, two test sections with identical structures, built in 2004, were loaded by the traffic simulator. The first section was in one of the outer lanes of the highway and before the beginning of accelerated tests had been trafficked by some 4 million ESALs (82 kN equivalent single axle loads). The other test section, since was on one of the highway shoulders, had practically received no traffic. The traffic simulator applied 170,000 and 255,000 repetitions of 160-kN axle load to those test sections, respectively. In order to follow pavement performance along the traffic periods, deflections and rut depths were measured. Cracks were mapped as soon as they appeared and a Cracking Density Index was computed. Air temperature and rainfall data were also stored. Field measurements displayed a remarkably acceleration in pavements distress due to the traffic simulator action. After accelerated testing ending, asphalt mixes specimens were cored and tested to tensile strength and resilient modulus. Fatigue curves were also obtained through laboratory testing. Accelerated testing, complemented by laboratory results, allowed estimating a tendency for pavement performance, from construction to the end of its service live, and comparing the action of the traffic simulator to that of real traffic. The effects of the low loading speed of the traffic simulator on the asphalt binder and asphalt mixture resilient modulus were evaluated; as well as the acceleration of pavements distress due to high stresses generated by the traffic simulator axle load, that largely exceeds those applied by commercial vehicles. Thus, it was estimated that a loading cycle (160-kN axle load) of the traffic simulator, applied at 8 km/h, would cause the same distress than 30 to 40 ESALs applied at commercial speed. It was also concluded that the service life of the analyzed pavement structure was approximately 8.2 million ESALs.

Este trabalho apresenta a caracterização de limites no sentido fraco dos sistemas de filas em redes que podem enviar e receber sinais. Estes sinais podem ser usados, entre outras coisas, para que as filas se auto controlem. Mostra-se que, sob certas condições, o sistema pode ser aproximado por uma equação diferencial estocástica refletida. Os benefícios de tais aproximações são que elas descrevem a evolução transiente destes sistemas e possibilitam a introdução de controles. Em seguida, uma abordagem mais abrangente é apresentada através de redes de Petri estocásticas. Uma nova classe destas redes é introduzida como uma forma unificadora para tratar sistemas que podem ser descritos por quantidades discretas que sofrem trocas estocásticas ao longo do tempo. A classe é geral o suficiente para incluir as redes de Petri estocásticas, as redes de Jackson, e as redes de Gelenbe com sinais do tipo "cliente negativo" e do tipo "triggers". O objetivo principal é obter, de maneira unificada, uma aproximação por difusão que possa ser facilmente aplicável em um número grande de problemas práticos.

O presente trabalho trata da avaliação de medidas voltadas à distribuição urbana de cargas considerando ser essa uma etapa fundamental do processo de tomada de decisão, pois permite a análise dos possíveis resultados acerca dos objetivos pretendidos, os quais geralmente estão relacionados à diminuição dos congestionamentos de veículos e das emissões de gases poluentes. Considerando que grande parte dos problemas decorrentes da distribuição urbana ocorrem localmente, no nível desagregado, propõe-se um procedimento que dê subsídios ao desenvolvimento de uma metodologia para a avaliação de medidas através da microssimulação de tráfego. Isso porque a microssimulação permite um alto nível de detalhe na modelagem e na observação do comportamento dos veículos, o que é essencial para a quantificação dos possíveis impactos locais gerados pelos veículos de carga. A integração entre as coletas de dados e os modelos que compõem o procedimento forneceu os dados necessários à representação dos movimentos dos veículos de carga no VISSIM, onde foram simulados três diferentes cenários, cada um representando alterações impostas por diferentes medidas em avaliação. A aplicação do procedimento proposto, a modelagem no VISSIM e os resultados da microssimulação permitiram a ponderação sobre o uso dessa técnica para a avaliação de medidas voltadas à distribuição urbana de cargas, considerando suas vantagens e limitações. / The present research deals with the evaluation of urban freight policies, considering this is fundamental for the decision making process of a policy implementation. Evaluation allows an analysis of the possible policy effects compared to its intended objectives, which are generally related to reductions in traffic congestion and pollutant emissions. Whereas most of the problems caused by urban distribution occur locally, in the disaggregated level, we propose a procedure that supports the development of a methodology for evaluating freight policies through traffic microsimulation. That\'s because this technique allows a high level of detail in modeling and observation of vehicles\' behavior, which is essential for quantifying the likely local impacts generated by freight vehicles. The procedure is based on a set of integrated data collections and models, which provided the data for representing freight vehicles movement in VISSIM, were three different scenarios, each one representing changes imposed by different freight policies, were simulated. The application of the proposed procedure, the VISSIM\'s modeling process and the microsimulation results allowed the weighing for the use of this technique in evaluating urban freight policies, considering its advantages and limitations.

A crescente quantidade de resíduos sólidos da construção civil gerada em cidades de médio e grande portes tem sido fonte de preocupação em todo o mundo em função de questões ambientais, econômicas e até sociais. Desta forma, a reciclagem dos resíduos de construção para a produção de agregados torna-se uma alternativa interessante, principalmente em função de normas e pesquisas já existentes que podem garantir sua aplicação. A pavimentação com agregados reciclados já vem sendo amplamente realizada em alguns países onde, inclusive, já existe conhecimento consolidado sobre o assunto. No Brasil, as primeiras experiências que remetem ao uso de agregados reciclados em pavimentação datam de meados da década de 80. Desde então, poucas pesquisas sobre o tema vem sendo realizadas, embora haja a necessidade de se procurar novas técnicas e materiais no setor de infra-estrutura rodoviária, uma vez que o país possui somente cerca de 10% de suas vias, muitas vezes urbanas, em condição pavimentada. Este trabalho analisa laboratorialmente aspectos físicos e de comportamento mecânico do agregado reciclado da cidade de São Paulo, a ser utilizado em camadas de base, sub-base ou reforço do subleito de pavimento, em substituição aos materiais convencionais, com enfoque em vias urbanas de baixo volume de tráfego. O estudo envolveu a análise do agregado reciclado in natura, além de sua mistura com 4% de cal ou 4% de cimento Portland, como forma de promover um aumento da resistência do material. Além disso, foram realizados alguns ensaios com brita graduada (material comumente empregado em pavimentos), a fim de comparar resultados. Concluiu-se que o agregado reciclado analisado é de uso promissor em pavimentação, dadas suas propriedades físicas e mecânicas satisfatórias, comparáveis a tradicionais materiais estabilizados granulometricamente ou mesmo a brita graduada simples. Ademais, a adição de cal ou cimento Portland apresenta-se como excelente alternativa quanto ao requisito de aumento de resistência do material reciclado. / The increasing amount of construction and demolition waste generated in medium-sized and large cities has become a source of concern all over the world due to environmental, economic and even social issues. Thus, the recycling of construction and demolition waste to produce aggregates becomes an interesting alternative mainly because of existing specifications and researches that can guarantee its application. Paving with recycled aggregates has already been largely done in some countries where there is even a consolidated knowledge about the subject. In Brazil, preliminary experiences that refer to the use of recycled aggregates in pavement layers date from the mid 80s. Since then, few researches on the subject have been conducted, although it is necessary to look for new techniques and materials in the road infra-structure sector, since the country has only about 10% of its roads, many times urban ones, in paved condition. This work analyses recycled aggregates from São Paulo City as a material to be used in base, subbase or subgrade reinforcement courses in urban roads of low-volume traffic, to replace conventional materials. So, physical and mechanical behaviour aspects of the material were observed by means of laboratory tests. This study involved the analysis of recycled aggregate in natura, as well as its mix with 4% of lime or 4% of Portland cement, to promote a gain in strength. Moreover, some tests were made using graded crushed rock (that is commonly used as a pavement material) so as to compare the results. It was concluded that recycled aggregate is promising for paving, given its satisfactory physical and mechanical properties, comparable to traditional granulometrically stabilized materials or even to simple graded crushed rock. The addition of lime or Portland cement is an excellent alternative concerning the increase in strength of those recycled materials.

Looking for productivity increase, better utilization of the available agricultural fields and the cost reduction of production, in Brazilian and worldwide agricultural areas are being using in large-scale equipment with advanced technology and precision farming techniques, such as controlled traffic. This work demonstrates the use of the controlled traffic practice for agricultural machinery during planting task in agricultural areas of soybeans and corn within the universe of precision farming. To develop this work and generation of data, was used the Agricultural Management System (AMS) and John Deere equipment. The study area has 294 ha, belonging to a farm in the city of Santa Carmen - MT, where planting accompaniments were conducted for two consecutive years, where the results of this work were obtained. / Na busca por incrementos de produtividade, melhor aproveitamento das áreas disponíveis para agricultura e, redução dos custos de produção nas áreas agrícolas brasileiras e mundiais estão sendo usados em larga escala equipamentos com avançada tecnologia de ponta e técnicas de agricultura de precisão, tal como tráfego controlado. Este trabalho evidencia a utilização da prática de tráfego controlado de máquinas agrícolas para tarefa de semeadura em áreas agrícolas de soja e milho dentro do universo de agricultura de precisão. Para o desenvolvimento deste trabalho e geração dos dados, foi utilizado o sistema de Soluções em Gerenciamento Agrícola (AMS) e equipamentos da John Deere. A área do estudo é de 294 ha, pertencente a uma fazenda localizada no município de Santa Carmen MT, onde foram realizados acompanhamentos da semeadura por dois anos consecutivos, de onde foram obtidos os resultados deste trabalho.

Este trabalho propõe um método para avaliação das condições de fluidez do tráfego em vias arteriais da cidade de Porto Alegre sob a ótica de seus usuários, de modo a subsidiar a apresentação destas informações através dos painéis de mensagem variável (PMV). Para atingir o objetivo proposto, foram levantados: (i) estado-da-arte e da prática sobre a utilização de PMV; (ii) características das vias arteriais da cidade; (iii) imagens de vídeo e dados de tráfego destas vias; (iv) a percepção dos usuários sobre a fluidez do tráfego. O levantamento do estado-da-arte e da prática permitiu conhecer quais as características das mensagens, sejam elas do padrão construtivo ou do conteúdo, podem influenciar no comportamento do usuário. O estudo do sistema viário permitiu a escolha de vias de grande importância para a mobilidade da população para a aplicação do estudo. Os dados de tráfego e as imagens de vídeo destas vias foram utilizados na elaboração de cenários que buscaram representar situações de tráfego encontradas nos grandes centros urbanos. Os cenários foram avaliados por usuários das vias em questão. A partir dos resultados da pesquisa qualitativa, foram realizadas modelagens e obtidas equações que relacionam a percepção de fluidez do tráfego por parte dos usuários com a velocidade média do trecho. Os resultados indicaram que: (i) a velocidade média tem grande influência sobre a percepção de fluidez por parte dos motoristas; (ii) a avaliação sobre a fluidez do tráfego piora significativamente com a redução da velocidade média; (iii) os modelos para vias em estudo tem comportamentos semelhantes. Além disso, este trabalho propõe uma escala de qualificação da fluidez do tráfego levando em consideração a percepção dos usuários, utilizando a velocidade média com indicador de desempenho. / This paper proposes a method for analyzing the conditions of traffic flow on arterial roads of the Porto Alegre city from the perspective of its users in order to submit this information by variable message signs (VMS). To reach that goal has been raised: (i) state of the art and practice on the use of VMS; (ii) characteristics of the arterial roads of the city; (iii) video images and data traffic from these roads; ( iv) the perception of users about the traffic flow. The lifting of the state of the art and practice which helped identify the characteristics of messages, whether constructive or the standard of content, can influence the behavior of the user. The study of the road system allowed the choice of channels of great importance to the mobility of the population to implement the study. Traffic data and video images of these routes were used in the preparation of scenarios that sought to represent traffic situations found in large urban centers. The scenarios were evaluated by users of the roads in question. From the results of qualitative research, modeling was performed and obtained equations that relate the perception of traffic flow for users with average speed of the stretch. The results indicated that: (i) the average speed has great influence on the perception of fluidity by the drivers, (ii) the assessment of traffic flow worsened significantly with the reduction of average speed, (iii) models for railway under study have similar behaviors. In addition, this paper proposes scales qualification of traffic flow from the perspective of users, using the average speed with performance indicator.

Sistemas que utilizam tecnologias computacionais no tratamento de problemas relativos ao trânsito são classificados como ITS ou Intelligent Transportation System [FAR 97]. Esses sistemas buscam, através de sincronismo e eficiência no controle de sinais de tráfego, gerenciar o fluxo de veículos na malha viária minimizando o problema de congestionamento urbano e, consequentemente, problemas decorrentes desse congestionamento como um maior consumo de combustível, maior tempo de espera para veículos específicos como ambulâncias, bombeiros, polícia e transporte coletivo, e maiores índices de poluição ambiental, sonora e atmosférica, entre outros [FED 99A]. Atuando na coleta dos dados a serem tratados e processados por um Sistema de Gerenciamento de Tráfego Urbano ou SGTU, estão os dispositivos de controle de tráfego, como semáforos e sensores para detectar e quantificar o volume de veículos e seus respectivos controladores. Computacionalmente, são fatores relevantes a interoperabilidade entre esses dispositivos de controle e padronizações adotadas, de forma que um SGTU possa evoluir através da agregação de novas facilidades e recursos ou ainda desabilitar ou modificar os já existentes. Dada as características da administração pública e dos procedimentos de aquisição, são adquiridos controladores de diferentes fabricantes e modelos, dificultando a integração entre os mesmos em função de suas tecnologias proprietárias e da falta de uma política e esforço governamental em busca de padronizações para o setor, principalmente no que diz respeito à interoperabilidade. Recentemente iniciou-se uma mobilização para se estabelecer padrões voltados à área de transporte nos Estados Unidos [EUL 95], Japão [JAP 99] e Europa [KAR 99], através da participação dos órgãos que administram o tráfego urbano, dos fabricantes de sistemas de hardware e software, da comunidade acadêmica, dos órgãos de padronizações locais e das variadas instâncias da esfera governamental. Este trabalho apresenta o CONTRAM, modelo de um middleware que, tratando os controladores de dispositivos de controle tráfego instalados ao longo da malha viária baseado nos paradigmas de sistemas distribuídos, possa ser utilizado como interface entre estes e as aplicações computacionais de gerenciamento de tráfego, permitindo a integração de diferentes especificações em um único sistema. O seu escopo é atender às transações de consulta e configuração de valores dos dados utilizados para controlar, monitorar e gerenciar o tráfego de veículos, liberando um SGTU de conhecer detalhes técnicos envolvidos na comunicação com os controladores. O modelo baseia-se em uma arquitetura multicamadas, 4-tier, permitindo o gerenciamento de recursos de forma centralizada ou distribuída, neste último trocando dados através da internet, e integra-se aos sistemas legados e OO através do método black-box e chamada de objetos respectivamente. Foi projetado tendo em mente a utilização de padrões abertos da indústria da Informática e de Transportes, a interoperabilidade entre diferentes elementos tecnológicos voltados ao controle de tráfego e a expansibilidade segura de um SGTU. Para alcançar seu objetivo, faz uso de tecnologias baseadas em metadados e agentes SNMP. / Systems that use computational technologies in the handling of the traffic problems are classified as ITS or Intelligent Transportation System. These systems search through synchronism and efficiency in traffic signs control, to manage the stream of vehicles in the road network, minimizing the problem of urban congestion and, consequently, decurrent problems of this congestion as a major fuel consumption, major waiting time for specific vehicles as ambulances, firemen, policy and collective carrier and greaters indices of ambient pollution, sonorous and atmospheric, amongst others. Acting in the data collection to be treat and processed for a Urban Traffic Control System or UTCS, they are the traffic control devices, as traffic lights and sensors to detect and quantify the volume of vehicles and, its respective controllers. Computational, important factors are the interoperability among these control devices and standardizations adopted, allowing UTCS customize through the new easinesses and features aggregation or still disable or modify already the existing ones. Given the features of the public management and the acquisition procedures, different controllers models of different manufacturers are acquired, making it difficult the integration in function of its proprietary technologies and the lack of one politics and governmental effort in considering standardizations for the sector, mainly about interoperability. Recently was initiated a mobilization of standards establishing to the Transportation area in the United States, Japan and Europe, through the participation of the agencies that manage the urban traffic, hardware and software solutions providers, academic community, local standardizations agencies and the varied instances of the governmental sphere. This work presents the CONTRAM, a middleware model that, treating the traffic controllers installed in road networks based in distributed systems paradigms, can be used as interface between the computational applications of traffic management and the controllers of control devices, allowing the integration of different specifications in an only system. Its target is to take care of to get and set transactions on data values used to control, monitor and manage the vehicles traffic, liberating a UTCS to know technician details in the communication with the controllers. The model is based on multilayers architecture, 4-tier, allowing the resources management in centered or distributed form, in last one changing data through the Internet and it is combined to the legacies systems and OO through the black-box and object call method respectively. It was projected having in mind the use of open standards of the Transportation and Computer science industries , interoperability between different traffic control technological elements and the UTCS expansibility safe. To reach its objective, it makes use of metadata and SNMP agents technologies.

Para estimar o nível de serviço em rodovias de pista simples, o Highway Capacity Manual 2010 (HCM2010) adota como medidas de desempenho a Porcentagem de Tempo Viajando em Pelotões (PTSF) e a Velocidade Média de Viagem (ATS). A PTSF, no entanto, é praticamente impossível de ser obtida de observações em campo. Na literatura, algumas pesquisas propõem medidas de desempenho alternativas que podem ser coletadas diretamente da observação do tráfego. A meta deste trabalho consistiu em avaliar e propor medidas de desempenho que pudessem ser adequadas para descrever a qualidade de serviço em rodovias de pista simples no Brasil. Foi utilizado um conjunto de dados de tráfego coletados em diversas rodovias no estado de São Paulo para calibrar e validar o simulador de tráfego escolhido, o CORSIM, a partir de um Algoritmo Genético (AG). Com o simulador recalibrado, foi gerado um conjunto de dados sintéticos, para diversas condições de geometria viária e composição de tráfego. Com esses dados sintéticos, foram produzidos modelos teóricos para estimar a PTSF a partir de dados de tráfego que seriam \"observáveis em campo\": a porcentagem de veículos em pelotões (PF); o modelo porposto por Pursula (1995); o modelo de Laval (2006); o criado por Polus e Cohen (2009); e um modelo polinomial baseado na PF e outras variáveis. As estimativas obtidas com esses modelos divergiram significativamente da PTSF produzida pelo CORSIM, sugerindo a necessidade de substituir a PTSF por uma outra medida de desempenho. Assim sendo, nove medidas de desempenho alternativas foram estudadas. Usando dados de tráfego sintéticos produzidos com o CORSIM, foram desenvolvidos modelos que relacionavam medidas de desempenho alternativas com o fluxo de tráfego unidirecional. Comparações dos valores provenientes dessas relações com dados de campo indicaram que três medidas de desempenho (a velocidade média de viagem dos automóveis; a densidade para automóveis e a densidade de veículos em pelotões) poderiam ser usadas para propor critérios para estimar o nível de serviço em rodovias de pista simples no Brasil. / The Highway Capacity Manual 2010 uses Percent-Time-Spent Following (PTSF) and Average Travel Speed (ATS) to estimate level of service on two-lane rural highways. As it is almost impossible to observe PTSF directly in the field, the literature suggests alternative measures of effectiveness (MOEs) that can be obtained from traffic stream parameters. The objective of this thesis was to analyze MOEs that could adequately describe quality of service on two-lane rural highways in Brazil. Traffic data collected on several roads in the state of São Paulo were used to calibrate and validate the traffic simulation model CORSIM, using a Genetic Algorithm (GA). The recalibrated CORSIM was used to create a synthetic set of traffic data, comprising a wide range of traffic flows and road geometries. Using this synthetic data, several models relating PTSF to \"directly observable\" traffic parameters were developed: percent following (PF), as in the HCM2010; the shockwave theory model proposed by Pursula (1995); the Laval (2006) moving bottleneck model; the Polus and Cohen (2009) queueing model; and a polynomial model. PTSF estimates produced by these models significantly diverged from PTSF values produced by CORSIM, suggesting the need for a new measure of effectiveness. Thus, nine alternative MOEs were analyzed and models relating these MOEs to directional traffic flow were fitted, using the synthetic traffic data set. Comparisons between the values obtained from these models and from the field indicated that three MOEs (average travel speed of cars, density for cars and follower density) could be used to create level of service criteria for two-lane rural highways in Brazil.

O desenvolvimento de sistemas críticos é atualmente um dos problemas mais desafiadores enfrentados pela Engenharia. Há frequentemente uma pressão para se reduzir o tempo total de desenvolvimento, o que dificulta a entrega de sistemas com um mínimo aceitável de defeitos. Nos últimos anos, houve um aumento no tráfego aéreo, o que demanda uma modernização dos sistemas de tráfego aéreo atuais, muito dependentes na figura do controlador. Sistemas de tráfego aéreo são sistemas considerados críticos em segurança e de tempo real. O objetivo do presente trabalho é estabelecer um método de modelagem e verificação formal para sistemas críticos, com aplicação no domínio de tráfego aéreo. Com a adoção de técnicas de modelagem e verificação formal, pretende-se garantir a corretude dos sistemas frente aos requisitos inicialmente especificados e a detecção de erros em fases mais iniciais do projeto, o que resultaria em menores custos envolvidos na sua correção. São fornecidas diretivas para a aplicação do método através de um estudo de caso, baseado em três módulos de um sistema ATC em baixo nível de abstração, para a validação do funcionamento de módulos de software. Para verificação formal, é utilizada a ferramenta NuSMV e as propriedades a serem verificadas são descritas na lógica computacional de árvore (CTL) para garantir que o sistema satisfaça requisitos dos tipos vivacidade e segurança. / Developing safety critical systems is one of the most challenging problems in Engineering nowadays. There is usually a pressure to reduce the total time of the development, what makes it difficult to deliver systems with an acceptable low level of defects. In the recent years, there has been an increase in air trffic, what demands a modernization in the current air traffic systems, which are very dependent on the human controller. Air traffic systems are considered safety critical and real time systems. The objective of the present work is to establish a modeling and formal verification method for critical systems, applicable to the air traffic domain. By adopting modeling and formal verification techniques, it is expected to ensure the systems\' correctness compared with the initially specified requirements and the error detection in the initial phases of the project. Guidelines are provided for applying the method by means of a case study, based in three modules of and ATC system in a low abstraction level, for the validation of the operation of software modules. For the formal verification, it is used the NuSMV tool and the properties to be checked are described in the computational tree logic (CTL) to ensure that the system satisfies requirements of liveness and safety types.