Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Ferreira, Heitor da Hora Caraciolo, 1990-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia de tráfego
Trânsito - Fluxo
Capacidade rodoviária
Traffic engineering
Traffic flow
Highway capacity
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/14459
Resumo: Orientador: Diego Samuel Rodrigues
id UNICAMP-30_1d40b2b448c88ac20105c98193199e07
oai_identifier_str oai::1371759
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campoCalibration of empirical relationships for traffic flow : modeling and applications to field dataEngenharia de tráfegoTrânsito - FluxoCapacidade rodoviáriaTraffic engineeringTraffic flowHighway capacityOrientador: Diego Samuel RodriguesDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de TecnologiaResumo: Modelos de fluxo de tráfego fornecem relações fundamentais entre as variáveis macroscópicas do fluxo de tráfego sendo elas: fluxo, velocidade e densidade. As relações fundamentais do tráfego têm sido estudadas desde a década de 1930, a partir das ideias seminais de Greenshields. Desde então, diversos outros modelos têm sido desenvolvidos, entre eles os propostos por Greenberg e por Van Aerde. Atualmente, a prática da Engenharia de Tráfego no Brasil se baseia nos procedimentos e parâmetros contidos no HCM (Highway Capacity Manual). Contudo, conforme o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, nota-se a necessidade de estudos para a verificação e validação de sua aplicação de acordo com as características de tráfego locais. Para desenvolvê-los com vistas a novas propostas de metodologias de calibração, faz-se necessário o conhecimento e embasamento teórico das relações fundamentais de fluxo de tráfego. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é explorar modelos de relações fundamentais presentes na literatura, de modo a desenvolver uma metodologia de calibração para dados de tráfego reais, de modo a buscar e analisar sua aderência à representação empírica de dados de campo. Para isso, após uma exploração de modelos de fluxo de tráfego presentes na literatura, o modelo de Van Aerde foi selecionado para aplicação da metodologia de calibração proposta, que resumidamente consiste na agregação dos dados brutos em intervalos de densidade e na busca de parâmetros ótimos da forma funcional do modelo de Van Aerde dados pela velocidade de fluxo livre, velocidade na capacidade, capacidade e densidade de congestionamento. A agregação dos dados brutos foi estabelecida para obtenção de valores únicos das variáveis de fluxo, velocidade e densidade representativos de cada intervalo de densidade definido, de acordo com o 85 percentil da velocidade e o 85 percentil do fluxo dos dados observados nesses intervalos. A busca pelos parâmetros ótimos do modelo de Van Aerde foi realizada por meio do algoritmo ISRES (Improved Stochastic Ranking Evolution Strategy) de modo a realizar a minimização global do erro quadrático entre as estimativas de fluxo, velocidade e densidade e seus respectivos valores observados em campo, calibrando-se os valores de velocidade de fluxo livre, velocidade na capacidade, capacidade e densidade de congestionamento. Para aplicar e testar a metodologia proposta, dados públicos de 17 diferentes seções tráfego coletados por laços contadores instalados na rodovia I-205 de Portland, Oregon (EUA) foram analisados, tendo sido selecionados 14 conjuntos de dados que apresentaram ambos os regimes de fluxo de tráfego, livre e congestionado. Após selecionados, os conjuntos de dados foram utilizados para calibrar o modelo de Van Aerde, tanto pela metodologia SPD_CAL de Hesham Rakha quanto pela metodologia de trabalho proposta. A partir da comparação dos resultados obtidos, observa-se que as calibrações realizadas pela metodologia proposta resultam em curvas de velocidade-densidade, velocidade-fluxo e fluxo-densidade que capturam o comportamento do tráfego observado de forma mais aderente, sobretudo quanto à densidade de congestiona- mento e à queda acentuada de velocidade após o fluxo máximo ser atingido, as quais são mais coerentes com observações práticasAbstract: Traffic flow models provide fundamental relationships between the macroscopic variables of traffic flow being: flow, velocity, and density. The fundamental relationships of traffic have been studied since the 1930s, starting with Greenshields’ seminal ideas. Since then, several other models have been developed, including the ones proposed by Greenberg and Van Aerde. Currently, the practice of Traffic Engineering in Brazil is based on the procedures and parameters contained in the HCM (Highway Capacity Manual). However, according to the National Department of Transport Infrastructure of Brazil, there is a need for studies to verify and validate its application according to local traffic characteristics. To develop new proposals for empirical calibration methodologies, knowledge and theoretical background of the fundamental relationships of traffic flow is necessary. Thus, the objective of this work is to explore mathematical models of fundamental relations present in the literature and to develop a calibration methodology for real traffic data in order to search and analyze their adherence to the empirical representation of field data. To this end, after an exploration of traffic flow models present in the literature, the Van Aerde model was selected for application to the proposed calibration methodology, which briefly consists of aggregating the raw data into density intervals and finding the optimal parameters of the functional form of the Van Aerde model: free flow velocity, velocity at capacity, capacity and congestion density. The aggregation of the raw data was established to obtain unique values of the ow, velocity, and density variables representative of each defined density interval, according to the 85th percentile of the velocity and the 85th percentile of the flow of the observed data in these intervals. The search for the optimal parameters of the Van Aerde model was performed using the ISRES (Improved Stochastic Ranking Evolution Strategy) algorithm in order to perform the global minimization of the squared error between the estimates of flow, velocity and density and their respective values observed in the field, calibrating the values of free flow velocity, velocity at capacity, capacity and congestion density. To apply and test the proposed methodology, public traffic data from 17 different sets of meter loops installed on the I-205 highway in Portland, Oregon (USA) were analyzed, and 14 data sets were selected that presented both free and congested traffic flow regimes. Once selected, the datasets were used to calibrate Van Aerde’s model by both Hesham Rakha’s SPD_CAL methodology and the proposed work methodology. From the comparison of the results obtained, it was observed that the calibrations performed by the proposed methodology result in speed-density, speed-flow, and flow-density curves that capture the observed traffic behavior more adherently, especially regarding congestion density and the sharp drop in speed after the maximum flow is reached, which are more consistent with practical observationsMestradoAmbienteMestre em TecnologiaCAPES001[s.n.]Rodrigues, Diego Samuel, 1985-Setti, José Reynaldo AnselmoBardini, Vivian Silveira dos SantosUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Tecnologia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em TecnologiaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFerreira, Heitor da Hora Caraciolo, 1990-20232023-07-17T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online ( p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/14459FERREIRA, Heitor da Hora Caraciolo. Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular: modelagem e aplicações a dados de campo. 2023. 1 recurso online ( p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia, Limeira, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/14459. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1371759Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-12-18T10:33:25Zoai::1371759Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2023-12-18T10:33:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo
Calibration of empirical relationships for traffic flow : modeling and applications to field data
title Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo
spellingShingle Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo
Ferreira, Heitor da Hora Caraciolo, 1990-
Engenharia de tráfego
Trânsito - Fluxo
Capacidade rodoviária
Traffic engineering
Traffic flow
Highway capacity
title_short Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo
title_full Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo
title_fullStr Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo
title_full_unstemmed Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo
title_sort Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular : modelagem e aplicações a dados de campo
author Ferreira, Heitor da Hora Caraciolo, 1990-
author_facet Ferreira, Heitor da Hora Caraciolo, 1990-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Rodrigues, Diego Samuel, 1985-
Setti, José Reynaldo Anselmo
Bardini, Vivian Silveira dos Santos
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Tecnologia de Alimentos
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Heitor da Hora Caraciolo, 1990-
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia de tráfego
Trânsito - Fluxo
Capacidade rodoviária
Traffic engineering
Traffic flow
Highway capacity
topic Engenharia de tráfego
Trânsito - Fluxo
Capacidade rodoviária
Traffic engineering
Traffic flow
Highway capacity
description Orientador: Diego Samuel Rodrigues
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023
2023-07-17T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/14459
FERREIRA, Heitor da Hora Caraciolo. Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular: modelagem e aplicações a dados de campo. 2023. 1 recurso online ( p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia, Limeira, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/14459. Acesso em: 15 mai. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/14459
identifier_str_mv FERREIRA, Heitor da Hora Caraciolo. Calibração de relações fundamentais de tráfego veicular: modelagem e aplicações a dados de campo. 2023. 1 recurso online ( p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia, Limeira, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/14459. Acesso em: 15 mai. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1371759
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online ( p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1799140019243319296

Registros relacionados