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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES TÍTULO DO PROJETO letra 14 times new roman centralizado maiúscula negrito ALUNOS PROFESSOR letra 12 times new roman direita maiúscula CURITIBA PR 2023 i ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES Durante as seis aulas práticas o professor falou bastante sobre a aplicação da engenharia de transportes Mostrou muitas informações técnicas cálculos e tabelas para a construção do conhecimento prático O trabalho deve ser desenvolvido com o que foi aprendido nas aulas 1 Calcule a capacidade de rodovia com base na relação entre velocidade e densidade DENSIDADE VEICKM VELOCIDADE KMH 23 7935 57 1578 41 4570 12 9990 58 1392 No trabalho devem apresentar todo os cálculos e resultados da questão acima Os cálculos podem ser feitos a mão ou digitados fica a sua escolha Não apresentar os cálculos será descontado Resultados esperados a b VFL Dcrit Fcap TODOS OS CÁLCULOS DEVEM SER FEITOS A MÃO OU DIGITADOS E APRESENTADOS ISSO É O TRABALHO ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES 2 Abaixo vai encontrar duas condições que usou para fazer os cálculos no exercício anterior Analise as condições I e II abaixo escreva o significado de todas as siglas apresentadas nas condições I e II após isso descreva o significado de cada uma das condições apresentadas NÃO é para escrever o número do lado das siglas deve ESCREVER com letras o que elas significam Condição I VFL D 0 Qual o significado das siglas abaixo VFL D Descreva o significado da condição I completa Condição II Dcrit V 0 Qual o significado das siglas abaixo Dcrit V Descreva o significado da condição II completa CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES TÍTULO DO PROJETO letra 14 times new roman centralizado maiúscula negrito ALUNOS PROFESSOR letra 12 times new roman direita maiúscula CURITIBA PR 2023 i ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES Durante as seis aulas práticas o professor falou bastante sobre a aplicação da engenharia de transportes Mostrou muitas informações técnicas cálculos e tabelas para a construção do conhecimento prático O trabalho deve ser desenvolvido com o que foi aprendido nas aulas 1 Calcule a capacidade de rodovia com base na relação entre velocidade e densidade DENSIDADE VEICKM VELOCIDADE KMH 23 7935 57 1578 41 4570 12 9990 58 1392 No trabalho devem apresentar todo os cálculos e resultados da questão acima Os cálculos podem ser feitos a mão ou digitados fica a sua escolha Não apresentar os cálculos será descontado Resultados esperados a b VFL Dcrit Fcap ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES 1 Introdução A gestão eficiente do tráfego rodoviário é um pilar para o desenvolvimento socioeconômico impactando diretamente a logística a segurança e a qualidade de vida A compreensão da relação entre as variáveis macroscópicas do tráfego fluxo velocidade e densidade é fundamental para a engenharia de transportes Este estudo tem como objetivo principal a caracterização operacional de um segmento de rodovia através da calibração do modelo linear de Greenshields a partir de um conjunto de dados de campo O escopo do trabalho abrange a estimação dos parâmetros do modelo o cálculo da capacidade da via e a determinação das condições críticas de operação 2 Fundamentação Teórica e Metodologia A análise foi conduzida com base em modelos teóricos consolidados na engenharia de tráfego 21 Modelo de Fluxo de Tráfego de Greenshields Proposto por Bruce Greenshields em 1935 este é um dos modelos macroscópicos mais fundamentais para descrever o fluxo de tráfego O modelo assume uma relação linear entre a velocidade u e a densidade k expressa pela equação u a bk Onde a representa a Velocidade de Fluxo Livre uf que é a velocidade média quando a densidade tende a zero e b é o coeficiente angular da reta 22 Método de Estimação de Parâmetros Para determinar os coeficientes a e b que melhor representam a relação linear a partir dos dados empíricos foi utilizado o método de regressão linear dos mínimos quadrados Este método minimiza a soma dos quadrados das diferenças entre os valores de velocidade observados e os valores preditos pelo modelo linear garantindo a linha de melhor ajuste aos dados 3 Análise e Resultados 31 Dados de Entrada Os dados empíricos utilizados como base para a análise estão apresentados na Tabela 1 Tabela 1 Dados de Velocidade e Densidade Coletados Densidade k veickm Velocidade u kmh 23 7935 57 1578 41 4570 12 9990 ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES 58 1392 32 Estimação dos Parâmetros do Modelo A partir dos dados da Tabela 1 foram calculados os somatórios necessários para a regressão linear n5 soma k 191 soma u 25465 soma k² 8967 soma ku 660437 Aplicando as equações de regressão para os coeficientes angular b e linear a b nsoma ku soma ksoma u nsoma k² soma k² 5660437 19125465 58967 191² 187 a soma u b soma k n 25465 187191 5 12238 A equação empírica que descreve o comportamento do tráfego no segmento é portanto u 12238 187k 33 Determinação das Características de Fluxo Com os parâmetros definidos os principais indicadores de desempenho da via foram calculados Velocidade de Fluxo Livre VFL ou uf A velocidade máxima teórica em condições de densidade nula correspondente ao intercepto a VFL a 12238 kmh Densidade de Congestionamento kj A densidade máxima teórica quando a velocidade é nula k para u0 kj a b 12238 187 6544 veickm Densidade Crítica kcrit A densidade na qual o fluxo q u k é maximizado ocorrendo em kj2 kcrit kj 2 6544 2 3272 veickm Velocidade Crítica ucrit A velocidade correspondente à densidade crítica ocorrendo em uf2 ucrit VFL 2 12238 2 6119 kmh Capacidade Fcap ou qmax O fluxo máximo que a via pode suportar ocorrendo nas condições críticas Fcap kcrit ucrit 3272 6119 20017 veich 4 Discussão dos Resultados Os resultados obtidos fornecem um panorama quantitativo do desempenho operacional do trecho A Velocidade de Fluxo Livre de 12238 kmh é um indicador do potencial máximo da via geralmente associado a rodovias de alto padrão geométrico A capacidade de 20017 veich está em conformidade com valores típicos para uma faixa de rodovia em condições ideais O modelo indica que à medida que a densidade excede o valor crítico de 3272 veickm o fluxo de tráfego começa a decair e a via entra em regime congestionado ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES A operação no ponto de capacidade máxima é instável qualquer perturbação pode levar a uma queda abrupta na velocidade caracterizando o colapso do tráfego ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES TODOS OS CÁLCULOS DEVEM SER FEITOS A MÃO OU DIGITADOS E APRESENTADOS ISSO É O TRABALHO 2 Abaixo vai encontrar duas condições que usou para fazer os cálculos no exercício anterior Analise as condições I e II abaixo escreva o significado de todas as siglas apresentadas nas condições I e II após isso descreva o significado de cada uma das condições apresentadas NÃO é para escrever o número do lado das siglas deve ESCREVER com letras o que elas significam Condição I VFL D 0 Qual o significado das siglas abaixo VFL D Descreva o significado da condição I completa A primeira condição apresentada é VFL D 0 Qual o significado das siglas abaixo VFL Velocidade de Fluxo Livre D Densidade Descreva o significado da condição I completa A condição Velocidade de Fluxo Livre implica em Densidade igual a zero define o ponto de partida teórico para a análise de qualquer fluxo de tráfego A Velocidade de Fluxo Livre VFL é uma métrica teórica que representa a velocidade média que os motoristas escolheriam em um determinado segmento de rodovia se não fossem impedidos por outros veículos Essa velocidade é influenciada primariamente pelas características físicas e regulatórias da via como o limite de velocidade a geometria da pista curvas aclives a largura das faixas e as condições do pavimento A Densidade D por sua vez quantifica a concentração de veículos na pista medida em veículos por quilômetro veickm A relação D 0 indica uma rodovia completamente vazia Portanto a condição completa descreve um cenário idealizado a VFL é a velocidade que se manifesta quando não há interação entre veículos Pense em dirigir em uma autoestrada longa e reta em perfeitas condições durante a madrugada sem nenhum outro carro à vista A velocidade que você manteria com conforto e segurança seria a VFL daquela via Na prática como a medição de ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES velocidade exige a presença de pelo menos um veículo a VFL é tecnicamente o limite da velocidade média à medida que a densidade tende a zero Condição II Dcrit V 0 Qual o significado das siglas abaixo Dcrit V Descreva o significado da condição II completa A segunda condição apresentada é Dcrit V 0 Qual o significado das siglas abaixo Dcrit Densidade Crítica V Velocidade Descreva o significado da condição II completa A condição Densidade Crítica implica em Velocidade igual a zero apresenta uma inconsistência conceitual fundamental nos estudos de engenharia de tráfego A seguir detalhase o significado correto de cada termo e a relação apropriada entre eles A Densidade Crítica Dcrit representa o ponto de equilíbrio de máxima eficiência de uma via É o nível de densidade no qual a rodovia atinge sua capacidade máxima ou seja o maior número de veículos que consegue passar por um ponto em uma hora fluxo máximo Longe de ser um ponto de paralisação a Densidade Crítica corresponde a um tráfego intenso porém ainda fluindo A velocidade neste ponto conhecida como Velocidade Crítica não é zero ela é tipicamente metade da Velocidade de Fluxo Livre Imagine o tráfego intenso de um início de feriado onde os carros estão próximos mas ainda se movem a uma velocidade considerável e constante sem o paraearranca típico de congestionamentos Esse é o estado de operação na Densidade Crítica A condição que de fato resulta em Velocidade igual a zero V 0 é a Densidade de Congestionamento também chamada de Densidade Máxima Dmax ou kj Este é o estado de colapso do tráfego onde os veículos estão tão próximos uns dos outros que o movimento se torna impossível É o engarrafamento completo onde o fluxo vazão também é zero pois ninguém está se movendo Correção e Interpretação Detalhada A premissa do exercício está equivocada A Densidade Crítica Dcrit está associada à Velocidade Crítica uma velocidade positiva e significativa e ao Fluxo Máximo A Velocidade Zero está associada à Densidade de ATIVIDADE PRÁTICA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TRANSPORTES Congestionamento Portanto a descrição correta da relação que leva à paralisação do tráfego seria A Densidade de Congestionamento implica em Velocidade igual a zero