A malha rodoviária brasileira é constituída predominantemente de rodovias de pista simples e boa parte delas encontra-se em regiões montanhosas. Rodovias de pista simples em regiões montanhosas possuem dificuldades de modelagem, porque as rampas elevadas e os raios de curvatura pequenos possuem impacto significativo no desempenho do tráfego. Adicionalmente, existem poucos estudos de simulação de tráfego de veículos em rodovias de pista simples, sobretudo em regiões montanhosas. Sendo assim, a combinação de rodovias de pista simples com região montanhosa é ainda mais restrita para codificação dessas redes em microssimuladores de tráfego. Dados de geometria de rodovias são comumente obtidos por meio de plataformas como o Google Earth, contudo sua precisão pode ser insuficiente para uma boa representação em regiões montanhosas, devido à influência significativa dos perfis planialtimétricos no desempenho do tráfego em rodovias de pistas simples. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia para a codificação de rodovias de pista simples em região montanhosa. Esta metodologia foi aplicada em um estudo de simulação de tráfego através do microssimulador de tráfego VISSIM. O trecho de estudo de caso corresponde à 16 km de extensão da ERS-115 entre as cidades de Três Coroas e Gramado na Serra Gaúcha. A partir de dois bancos de dados (Google Earth e levantamento veicular a Laser), foram desenvolvidos três modelos: (i) modelo baseado nos dados originais do Google (Google original), (ii) modelo com perfil altimétrico suavizado (LOESS) e (iii) modelo com perfil planialtimétrico baseado em levantamento de campo a Laser (Laser). A comparação do perfil altimétrico dos três modelos revelou diferenças significativas entre o modelo do Google original em relação aos demais. O perfil altimétrico decorrente dos dados originais do Google Earth apresentou grandes declividades, na prática, incompatíveis com a classe da rodovia. O método proposto de suavização (LOESS) resultou em um modelo bem mais próximo do perfil real da rodovia, representado pelo modelo construído a partir do levantamento a laser. Com o objetivo de avaliar o desempenho através da simulação de tráfego nos 3 modelos foram executados 11 cenários de simulação. Os cenários envolveram 2 níveis de demanda: demanda baixa, compatível com condições de fluxo livre e uma demanda representativa das condições típicas de tráfego verificadas no trecho. Em relação à demanda em fluxo livre, veículos nos modelos Laser e LOESS apresentaram velocidades similares ao longo do estaqueamento, enquanto que o modelo Google original revelou diferenças significativas de velocidades. A análise do desempenho do tráfego nos cenários de demanda típica foi baseada nos tempos de viagem. Cenários nesta análise envolveram a segmentação da rodovia em trechos homogêneos e variações na proporção de veículos por sentido (split direcional). A comparação entre os tempos de viagem dos modelos LOESS e Laser resultou em R²=0,99, enquanto que R² obtidos entre os modelos Google original e Laser variaram no intervalo de 0,04 a 0,99. Os resultados obtidos apontam a importância da metodologia desenvolvida pelo presente trabalho na modelagem de rodovias de pista simples, sobretudo em região montanhosa. / The Brazilian road network consists predominantly of two-lane highways and great part of them are in mountainous regions. Two-lane highways in mountainous regions have modeling difficulties because high slopes and small bend radii have a significant impact on traffic performance. Additionally, there are few simulation studies of vehicle traffic on two-lane highways, especially in mountainous regions. Thus, the combination of two-lane highways and mountainous region is even more restricted for coding these networks into traffic microsimulators. Road geometry data are commonly obtained through platforms such as Google Earth, but their accuracy may be insufficient for good representation in mountainous regions due to significant influence of planialtimetric profiles on traffic performance on two-lane highways. The present work developed a methodology for the codification of two-lane highways in mountainous region. This methodology was applied in a simulation study of traffic through the VISSIM traffic microsymulator. The case study section corresponds to the 16 km extension of the ERS-115 between the cities of Três Coroas and Gramado in the Serra Gaúcha. From two databases (Google Earth and Laser Vehicle Survey), three models were developed: (i) model based on original Google data (Google original), (ii) model with smoothed altimetric profile (LOESS) and (iii) model with planialtimetric profile based on laser field survey (Laser). The comparison of altimetric profiles of the three models revealed significant differences between the Google original model in relation to the others. The altimetric profile derived from the original data of Google Earth presented great slopes, in practice, incompatible with the highway class. The proposed smoothing method (LOESS) resulted in a model that is closer to the actual road profile, represented by the model constructed from the laser survey. In order to evaluate the performance through the simulation of traffic in the three models, 11 simulation scenarios were executed. The scenarios involved two levels of demand: low demand, compatible with free flow conditions and a representative demand of the typical traffic conditions verified in the road segment. Regarding the free-flow demand, vehicles in Laser and LOESS models presented similar speeds along the road, while the Google original model revealed significant differences in speeds. The analysis of traffic performance in typical demand scenarios was based on travel times. Scenarios in this analysis involved the segmentation of the highway in homogeneous segments and variations in the proportion of vehicles by direction (directional split). The comparison of travel times of the LOESS and Laser models resulted in R² = 0.99, while R² obtained between the Google original and Laser models varied in the range of 0.04 to 0.99. The results obtained point out the importance of the methodology developed by the present work in the modeling of two-lane highways, especially in the mountainous region.

A malha rodoviária brasileira é constituída predominantemente de rodovias de pista simples e boa parte delas encontra-se em regiões montanhosas. Rodovias de pista simples em regiões montanhosas possuem dificuldades de modelagem, porque as rampas elevadas e os raios de curvatura pequenos possuem impacto significativo no desempenho do tráfego. Adicionalmente, existem poucos estudos de simulação de tráfego de veículos em rodovias de pista simples, sobretudo em regiões montanhosas. Sendo assim, a combinação de rodovias de pista simples com região montanhosa é ainda mais restrita para codificação dessas redes em microssimuladores de tráfego. Dados de geometria de rodovias são comumente obtidos por meio de plataformas como o Google Earth, contudo sua precisão pode ser insuficiente para uma boa representação em regiões montanhosas, devido à influência significativa dos perfis planialtimétricos no desempenho do tráfego em rodovias de pistas simples. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia para a codificação de rodovias de pista simples em região montanhosa. Esta metodologia foi aplicada em um estudo de simulação de tráfego através do microssimulador de tráfego VISSIM. O trecho de estudo de caso corresponde à 16 km de extensão da ERS-115 entre as cidades de Três Coroas e Gramado na Serra Gaúcha. A partir de dois bancos de dados (Google Earth e levantamento veicular a Laser), foram desenvolvidos três modelos: (i) modelo baseado nos dados originais do Google (Google original), (ii) modelo com perfil altimétrico suavizado (LOESS) e (iii) modelo com perfil planialtimétrico baseado em levantamento de campo a Laser (Laser). A comparação do perfil altimétrico dos três modelos revelou diferenças significativas entre o modelo do Google original em relação aos demais. O perfil altimétrico decorrente dos dados originais do Google Earth apresentou grandes declividades, na prática, incompatíveis com a classe da rodovia. O método proposto de suavização (LOESS) resultou em um modelo bem mais próximo do perfil real da rodovia, representado pelo modelo construído a partir do levantamento a laser. Com o objetivo de avaliar o desempenho através da simulação de tráfego nos 3 modelos foram executados 11 cenários de simulação. Os cenários envolveram 2 níveis de demanda: demanda baixa, compatível com condições de fluxo livre e uma demanda representativa das condições típicas de tráfego verificadas no trecho. Em relação à demanda em fluxo livre, veículos nos modelos Laser e LOESS apresentaram velocidades similares ao longo do estaqueamento, enquanto que o modelo Google original revelou diferenças significativas de velocidades. A análise do desempenho do tráfego nos cenários de demanda típica foi baseada nos tempos de viagem. Cenários nesta análise envolveram a segmentação da rodovia em trechos homogêneos e variações na proporção de veículos por sentido (split direcional). A comparação entre os tempos de viagem dos modelos LOESS e Laser resultou em R²=0,99, enquanto que R² obtidos entre os modelos Google original e Laser variaram no intervalo de 0,04 a 0,99. Os resultados obtidos apontam a importância da metodologia desenvolvida pelo presente trabalho na modelagem de rodovias de pista simples, sobretudo em região montanhosa. / The Brazilian road network consists predominantly of two-lane highways and great part of them are in mountainous regions. Two-lane highways in mountainous regions have modeling difficulties because high slopes and small bend radii have a significant impact on traffic performance. Additionally, there are few simulation studies of vehicle traffic on two-lane highways, especially in mountainous regions. Thus, the combination of two-lane highways and mountainous region is even more restricted for coding these networks into traffic microsimulators. Road geometry data are commonly obtained through platforms such as Google Earth, but their accuracy may be insufficient for good representation in mountainous regions due to significant influence of planialtimetric profiles on traffic performance on two-lane highways. The present work developed a methodology for the codification of two-lane highways in mountainous region. This methodology was applied in a simulation study of traffic through the VISSIM traffic microsymulator. The case study section corresponds to the 16 km extension of the ERS-115 between the cities of Três Coroas and Gramado in the Serra Gaúcha. From two databases (Google Earth and Laser Vehicle Survey), three models were developed: (i) model based on original Google data (Google original), (ii) model with smoothed altimetric profile (LOESS) and (iii) model with planialtimetric profile based on laser field survey (Laser). The comparison of altimetric profiles of the three models revealed significant differences between the Google original model in relation to the others. The altimetric profile derived from the original data of Google Earth presented great slopes, in practice, incompatible with the highway class. The proposed smoothing method (LOESS) resulted in a model that is closer to the actual road profile, represented by the model constructed from the laser survey. In order to evaluate the performance through the simulation of traffic in the three models, 11 simulation scenarios were executed. The scenarios involved two levels of demand: low demand, compatible with free flow conditions and a representative demand of the typical traffic conditions verified in the road segment. Regarding the free-flow demand, vehicles in Laser and LOESS models presented similar speeds along the road, while the Google original model revealed significant differences in speeds. The analysis of traffic performance in typical demand scenarios was based on travel times. Scenarios in this analysis involved the segmentation of the highway in homogeneous segments and variations in the proportion of vehicles by direction (directional split). The comparison of travel times of the LOESS and Laser models resulted in R² = 0.99, while R² obtained between the Google original and Laser models varied in the range of 0.04 to 0.99. The results obtained point out the importance of the methodology developed by the present work in the modeling of two-lane highways, especially in the mountainous region.

Traffic models based on micro-simulation are becoming increasingly important as traffic analysistools. Due to the detailed traffic description, different micro-simulation models are needed tosimulate different traffic environments. The Rural Traffic Simulator, RuTSim, is a unique microtrafficsimulation model for traffic on rural roads. RuTSim is developed at VTI with support fromthe Swedish Transport Administration. Currently, a new version of the RuTSim model has beenimplemented based on the earlier one but with some enhancements. Due to these enhancements,the new implementation of RuTSim should be verified before being used to analyze real worldproblems. In this master’s thesis, a verification of the new implementation of the RuTSim model, RuTSim 2,has been carried out. This paper includes a description of traffic micro-simulation models forrural roads in general and a description of RuTSim model in particular. Common verificationtechniques of the simulation models are also discussed in this study. Based on the theoretical assessments, a model-to-model comparison verification scheme isselected to verify the RuTSim 2 model. That is, the model verification is performed by comparingthe simulation outputs from RuTSim 2 to the old version of RuTSim (RuTSim 1), since RuTSim1 is well verified and calibrated. Statistical hypothesis tests are used to check whether the meanand standard deviation differences of the simulation outputs between the two simulators aresignificant or not. Based on the verification results, the new version of the RuTSim model has comparable modelingof vehicle-vehicle and vehicle-infrastructure interactions as the old version. Furthermore, thehypothesis test results show that the differences of the mean simulation results of the twosimulators are not significant. Therefore, the new implementation of RuTSim model, RuTSim 2,has been proven to be equivalent model as the old version.

A velocidade elevada e a sua variabilidade são consideradas fatores determinantes na causa de acidentes e gravidade dos mesmos. A freqüência dos acidentes decresce quando os limites de velocidade estabelecidos são apropriados ou realísticos. O limite estabelecido deve estar de acordo com as velocidades praticadas pela média dos condutores ditos prudentes, ou este limite não será considerado. No presente estudo é elaborado um método para estabelecimento de limites de velocidade básicos para rodovias de pista simples do Estado do Rio Grande do Sul. O método parte das velocidades operacionais da via e de seus graus de mobilidade e acessibilidade, sugerindo um limite de velocidade único para os dois sentidos da via. Também são sugeridas velocidades de advertência em curvas do alinhamento horizontal. Seis rodovias do Estado do Rio Grande do Sul foram selecionadas para um estudo de caso. A seleção procura englobar rodovias de classes de projeto e região diferentes, para que se possa fazer uma análise ampla de projetos de rodovias. As rodovias, a partir de suas velocidades operacionais e dados de geometria, têm seus limites de velocidade calculados. Na seqüência, as velocidades de advertência são calculadas. Os resultados são apresentados em forma de gráficos para facilitar a compreensão da distribuição das velocidades ao longo da extensão do trecho. Os resultados de cada trecho são analisados e comparados. / High speed and its variability are considered determining factors in the cause of accidents and its severity. The frequency of accidents decreases when the speed limits established are appropriate or realistic. The limit must be established in accordance with the speeds practiced by the average conservative drivers, or this limit will not be considered. In the present study a method is developed to establish basic speed limits for two-lane highways of the state of Rio Grande do Sul. The method relies on the operational speed of the track and its degrees of mobility and accessibility, suggesting one speed limit for both ways of the road. It is also suggested warning speeds for curves in the horizontal alignment. Six two-lane highways of the state of Rio Grande do Sul were selected for a case study. The selection was made so all classes of project and different regions were included, in a way that analysis of different projects could be done. The two-lane highways have their limits of speed calculated, from their operating speeds and geometry data. Next, the warning speeds are calculated. The results are presented in the form of graphs to facilitate the understanding of the distribution of velocities along the length of the segment. The results of each different segment are analyzed and compared.

A velocidade elevada e a sua variabilidade são consideradas fatores determinantes na causa de acidentes e gravidade dos mesmos. A freqüência dos acidentes decresce quando os limites de velocidade estabelecidos são apropriados ou realísticos. O limite estabelecido deve estar de acordo com as velocidades praticadas pela média dos condutores ditos prudentes, ou este limite não será considerado. No presente estudo é elaborado um método para estabelecimento de limites de velocidade básicos para rodovias de pista simples do Estado do Rio Grande do Sul. O método parte das velocidades operacionais da via e de seus graus de mobilidade e acessibilidade, sugerindo um limite de velocidade único para os dois sentidos da via. Também são sugeridas velocidades de advertência em curvas do alinhamento horizontal. Seis rodovias do Estado do Rio Grande do Sul foram selecionadas para um estudo de caso. A seleção procura englobar rodovias de classes de projeto e região diferentes, para que se possa fazer uma análise ampla de projetos de rodovias. As rodovias, a partir de suas velocidades operacionais e dados de geometria, têm seus limites de velocidade calculados. Na seqüência, as velocidades de advertência são calculadas. Os resultados são apresentados em forma de gráficos para facilitar a compreensão da distribuição das velocidades ao longo da extensão do trecho. Os resultados de cada trecho são analisados e comparados. / High speed and its variability are considered determining factors in the cause of accidents and its severity. The frequency of accidents decreases when the speed limits established are appropriate or realistic. The limit must be established in accordance with the speeds practiced by the average conservative drivers, or this limit will not be considered. In the present study a method is developed to establish basic speed limits for two-lane highways of the state of Rio Grande do Sul. The method relies on the operational speed of the track and its degrees of mobility and accessibility, suggesting one speed limit for both ways of the road. It is also suggested warning speeds for curves in the horizontal alignment. Six two-lane highways of the state of Rio Grande do Sul were selected for a case study. The selection was made so all classes of project and different regions were included, in a way that analysis of different projects could be done. The two-lane highways have their limits of speed calculated, from their operating speeds and geometry data. Next, the warning speeds are calculated. The results are presented in the form of graphs to facilitate the understanding of the distribution of velocities along the length of the segment. The results of each different segment are analyzed and compared.

A velocidade elevada e a sua variabilidade são consideradas fatores determinantes na causa de acidentes e gravidade dos mesmos. A freqüência dos acidentes decresce quando os limites de velocidade estabelecidos são apropriados ou realísticos. O limite estabelecido deve estar de acordo com as velocidades praticadas pela média dos condutores ditos prudentes, ou este limite não será considerado. No presente estudo é elaborado um método para estabelecimento de limites de velocidade básicos para rodovias de pista simples do Estado do Rio Grande do Sul. O método parte das velocidades operacionais da via e de seus graus de mobilidade e acessibilidade, sugerindo um limite de velocidade único para os dois sentidos da via. Também são sugeridas velocidades de advertência em curvas do alinhamento horizontal. Seis rodovias do Estado do Rio Grande do Sul foram selecionadas para um estudo de caso. A seleção procura englobar rodovias de classes de projeto e região diferentes, para que se possa fazer uma análise ampla de projetos de rodovias. As rodovias, a partir de suas velocidades operacionais e dados de geometria, têm seus limites de velocidade calculados. Na seqüência, as velocidades de advertência são calculadas. Os resultados são apresentados em forma de gráficos para facilitar a compreensão da distribuição das velocidades ao longo da extensão do trecho. Os resultados de cada trecho são analisados e comparados. / High speed and its variability are considered determining factors in the cause of accidents and its severity. The frequency of accidents decreases when the speed limits established are appropriate or realistic. The limit must be established in accordance with the speeds practiced by the average conservative drivers, or this limit will not be considered. In the present study a method is developed to establish basic speed limits for two-lane highways of the state of Rio Grande do Sul. The method relies on the operational speed of the track and its degrees of mobility and accessibility, suggesting one speed limit for both ways of the road. It is also suggested warning speeds for curves in the horizontal alignment. Six two-lane highways of the state of Rio Grande do Sul were selected for a case study. The selection was made so all classes of project and different regions were included, in a way that analysis of different projects could be done. The two-lane highways have their limits of speed calculated, from their operating speeds and geometry data. Next, the warning speeds are calculated. The results are presented in the form of graphs to facilitate the understanding of the distribution of velocities along the length of the segment. The results of each different segment are analyzed and compared.

The present study focused on evaluating some crash prediction models for two lane highways on Brazilian conditions. Also, the transferability of models was considered, specifically by means of a comparison between Brazil, HSM and Florida. The analysis of two lane highways crash prediction models was promising when the road characteristics were well known and there was not much difference from base conditions. This conclusion was attained regarding the comparison of results for all segments, non-curved segments and curved segments, confirming that a transferred model can be used with caution. In addition, two novel models for Brazilian two-lane highways segments were estimated. The model developed showed better results for non-curved segments in the calibration/validation sample. Thus, for a general analysis purpose of non-curved segments this model is recommended. Finally, there are many factors that could not be measured by these models and reflects road safety various condition. Even so, the study of crash predict models in Brazilian context could provide a better start point in safety road analysis. / O foco desta pesquisa foi avaliar a aplicação de alguns modelos de previsão de acidentes em rodovias de pista simples de três estados brasileiros. Ainda, a transferabilidade destes modelos foi abordada, especificamente por meio de uma comparação entre características do Brasil, Florida e aquelas recomendadas pelo Highway Safety Manual. O uso dos distintos modelos se mostrou promissor para situações nas quais as características da via se mantiveram semelhantes às condições para as quais os modelos foram desenvolvidos. A avaliação foi empreendida para todos os segmentos homogêneos, separados posteriormente segundo a existência de curvas horizontais. Adicionalmente, dois novos modelos foram equacionados para a amostra brasileira. O modelo de previsão de acidentes desenvolvido apresentou melhores medidas de desempenho para segmentos sem curvas horizontais, sendo recomendável para previsão de acidentes em análises preliminares. Por fim, foi constatado que outros fatores não contemplados pelos modelos podem ter impactado as condições de segurança dos locais estudados. Ainda assim, essa pesquisa representa no contexto do Brasil um ponto de partida em análises relacionadas à segurança de rodovias de pista simples.

Southeastern states have about 26 percent of the nations total fatalities, and are about 24 percent above the national mean over recent years. Descriptive statistics, graphs, and figures are used to illustrate and quantify the crash trends, which depict a comprehensive picture of status and trends of the fatal crashes in southeastern states. The severity of crashes is studied as a function of characteristics of the person involved in the crash, vehicle, traffic condition, physical road geometry, and environmental factors. Detailed geometric feature data were collected for this study, which makes it possible to investigate the relationship between geometric features and crash severity. This study identifies causal factors contributing to the high fatality rate in southeastern states, and sheds light on the differences and similarities among these states for reducing the severity of fatal crashes, by developing multinomial logit models to explain the severity and type of fatal crashes.

The present study focused on evaluating some crash prediction models for two lane highways on Brazilian conditions. Also, the transferability of models was considered, specifically by means of a comparison between Brazil, HSM and Florida. The analysis of two lane highways crash prediction models was promising when the road characteristics were well known and there was not much difference from base conditions. This conclusion was attained regarding the comparison of results for all segments, non-curved segments and curved segments, confirming that a transferred model can be used with caution. In addition, two novel models for Brazilian two-lane highways segments were estimated. The model developed showed better results for non-curved segments in the calibration/validation sample. Thus, for a general analysis purpose of non-curved segments this model is recommended. Finally, there are many factors that could not be measured by these models and reflects road safety various condition. Even so, the study of crash predict models in Brazilian context could provide a better start point in safety road analysis. / O foco desta pesquisa foi avaliar a aplicação de alguns modelos de previsão de acidentes em rodovias de pista simples de três estados brasileiros. Ainda, a transferabilidade destes modelos foi abordada, especificamente por meio de uma comparação entre características do Brasil, Florida e aquelas recomendadas pelo Highway Safety Manual. O uso dos distintos modelos se mostrou promissor para situações nas quais as características da via se mantiveram semelhantes às condições para as quais os modelos foram desenvolvidos. A avaliação foi empreendida para todos os segmentos homogêneos, separados posteriormente segundo a existência de curvas horizontais. Adicionalmente, dois novos modelos foram equacionados para a amostra brasileira. O modelo de previsão de acidentes desenvolvido apresentou melhores medidas de desempenho para segmentos sem curvas horizontais, sendo recomendável para previsão de acidentes em análises preliminares. Por fim, foi constatado que outros fatores não contemplados pelos modelos podem ter impactado as condições de segurança dos locais estudados. Ainda assim, essa pesquisa representa no contexto do Brasil um ponto de partida em análises relacionadas à segurança de rodovias de pista simples.