Matria da P3 de EconotransProf. OrlandoModelos para o
planejamento estratgico dos transportesPlanejar importante mas no
deve substituir a aoModels for strategic urban transport
planningWhy strategic?-long term (not necessarily) mas em
geral-Wide spatial coverage (ex: no em um bairro s)-Supply e
demand-All transport modes (and their competition se
complementam)-Issues of system structure (not design, not
operations Itinerrios, etc)Ex de deciso estratgica: como mudar a
demanda por um determinado sistema de transporte. uma deciso ampla,
e que os outros modais so relevantesWhy urban?-more knowledge-more
complex-more agents (households, individuals)-higher flows-denser
transport network-maiores interaesWhy transport?-interactions among
urban system (transport, land use, other infrastructure)-integrated
land use and transport models (more revealing, more complex, less
used in practice) de onde vem a demanda pelo transporteTransporte
afeta as localizaesWhy planning?-to act upon a visible transport
problem is by definition, too late-Need to think ahead-Long times
from conception to implementation (Ex linha 4 tem mais de 20 anos
de planejamento)BRT: Bus rapid transitOther reasons?-High
investments-Broad spectrum of impacts-Impact on economic growth
(desenvolvimento existe, mas no fcil medir)-impact on
well-being-vicious circles/externalities (conseqncia no esperada,
pode ser positive ou negative)Vicious circleIncrease
income->Increase car ownership->More congestions and
delay->Less mileage per bus-> Increase bus operating
cost->Increase fares->Car becomes even more
attractiveIncrease car ownership->Reduce demand for
buses->Reduces bus frequence->Car becomes even more
attractiveExternalidades: Aquilo que eu fao de mal sem querer(ex:
poluio, congestionamentos) pode ser positiva tbm: valorizao
econmica de uma regioPresena de externalidade uma falha de mercado.
Economistas permitem intervenes econmicas (o mercado no se
auto-equilibra) ex: planejamentoWhy models to predict?Modelos podem
ser imprecisos, e podem ser utilizados em funo de objetivos
prprios-> uma sada uma reunio de experts (com prtica no
assunto). Vamos adotar modelos matemticosHow to plan
transport?System approach-the role of
modelsValues->Objectives->goals->criteriaModel->consequences->evaluation->selection->implementation->monitoringStrategic
urban transport planning-sistemas de transporteDemanda e oferta
(modelos)-demanda por transporte urbano (passageiros, no
carga)Pessoas, anlise de comportamento urbano-Oferta de transporte
urbanoVias, veculos, servios,- anlise tcnicaCar restrai o prprio
engarrafamento, perda de tempo, as pessoas evitam. Aumenta demanda,
aumenta tempo na via, engarrafamento, diminui a demandaTransportes,
formas de cobrar: tempo, dinheiro, conforto, energiaObjetivos do
planejamento estratgico:-Prever necessidades futuras-Avaliar
alternativas de sistemas de transporte mais adequadasQuais as
perguntas do planj estratgico:Estrutura e organizao de sistemas de
transportesProf: No existe cidade que diminui congestionamento
investindo em maior capacidadeEstruturao e organizao de redes-onde
implantar/avaliar as vias/linhas/servios?-qual modo/tecnologia de
transporte?-quais as caractersticas das principais intersees?-qual
a localizao de estaes/terminais?-como integrar
sistemas/linhas?-como dividir o espao virio de superfcie?-como
fixar preos pelo uso da infraestrutura e servios?Modelos-para
estudar medidas (obras) de grande(mesmo que pontuais) impacto, de
grande influnciaPedgio urbano->taxa de congestionamento. Aumenta
o preo, diminui a demanda(para no precisar aumentar a oferta)Se uma
via, com Q=1000 e T=1 ou seja, quando tem 1000 automveis na via,
todos levam 1 minuto na via.Se o 1001 entrar na via, o tempo vai
para um 11, portanto o que entrou vai levar 61 segundos. Mas para a
sociedade custa 1061 segundos. Ele deveria pagar esse
custoCingapura: restrio posse, restrio ao usoDemanda X Atividades
(modelo 4 etapas)-caractersticas scio-demogrficas e econmicas da
populao-participao em atividades-gerao de viagens-uso do solo,
distribuio das oportunidades-caracterizao espacial da
demanda-distribuio de viagens (fluxo)Transporte uma demanda
derivada. Demanda de participar de outras atividades. Hoje o que se
estuda demanda por atividades, no demanda por viagens. Varios
fatores influenciam a demanda por atividades, mas nvel de instruo
um fator determinanteDemanda X qualidade (da oferta)-demanda em
funo da qualidade (deciso individual)-qualidade funo da demanda
(conseqncia da demanda agregada)-comportamento individual X demanda
agregada-competio entre modos-escolha modal (transp coletivos x
individual, transp c/ trilhos x c/ pneus)-competio entre
rotas-alocao de viagens (qual caminho escolho)Equilibrio->Oferta
e DemandaRepresentao da demanda-viagem (o que uma viagem?) (unidade
que vamos usar)-1 pessoa de um destino a outro-caracterizao das
viagens: por motivo, perodo, modo de transporte, tipo de
usurio-matrizes de viagem: por zonas-zoneamentoViagem: deslocamento
de 1 pessoa, por motivo especfico, entre 2 pontos determinados
(origem e destino), utilizando, para isso, um ou mais modos de
transporteEm SP tem em mdia 40 milhes de viagens por dia. E 1/3 das
viagens so p (principal, criana que vai para escola)Representao
espacial da demanda. Matriz origem/destino. Utilizada em associao
com o mapa. SP tem 480 zonasViagens internas, externas (entradas,
sadas), atravs de zonasMODELO 4 ETAPAS-Gerao de viagens-Distribuio
de viagens-Escolha modal-Alocao de viagensRepresentao da
demandaDemanda medida em viagens (demanda derivada da participao em
atividades). S so considerados os domiclios que so entrevistados
completamente (todos os membros do domlio)Definio: no so
registradas viagens pequenas, realizadas a p(menos de 400m) sem
motivo trabalho ou estudoSP->1/3 da populao no realiza viagens
em um diaCaracterizao das viagens: segmentao da demanda (p/
modelar)Matriz de viagens (representao espacial da
demanda)Representao da oferta de transportes-redes
(rodo)virias-redes de transporte pblico. Vias compartilhadas
(sistema virio), vias prprias (vias frreas/corredores de nibus),
servios (rotas, freqncias, capacidades)-Elementos de representao:
ns(intersees, estaes), ligaes(trechos homogneos de
via/roRepresentao da oferta=montagem da rede. Muito trabalhoso.
Mapa no um modelo de rede de transportes. Uma rede se
comporta(responde) quando submetido a solicitaes. Associando a cada
elemento do mapa a resposta de um trecho (ex. curva tempo e
demanda-Q) o mapa vira um modeloAs redes que existem, so antigas e
so ajudas. Ningum vai comear uma rede do zero, muito
trabalhosoPlanejamento estratgico, vias de maior importncia
apenasRedes de nibus (trans publico-mais complicado), no passam em
todas as ruas (diminui a complexidade), mas aumenta muito porque
eles tem itinerrios pr-definidos preciso associar as rotas as
freqncias do nibus. Tempo de espera afeta muito a demandaCirculo
vazio-centroide da zona, local de origem e destino das viagensNo
usamos endereos especficos para caracterizar as viagens--- ligao de
acesso ao centrideFunes de desempenho, ligaes virias-Gerao de
viagens: totais de viagens em cada rea/zona de trafego. Que saem e
que chegam-Distribuio de viagens: interao espacialVai de qual zona
pra qual. Zonas atrativas e tal-Escolha modal: interao com a oferta
de transporte-Alocao de viagens: utilizao da rede de
transportesEssa a idia do modelo 4 etapas1-Gerao de viagens: deciso
de fazer a viagemDados de entrada (modelo 4 etapas)-caractersticas
do sistema de transportes-caractersticas do sistema de
atividades/uso do solo-valores presentes e futurosResultados:Fluxo
nos trechos da redeGerao de viagensProduo e atrao de viagens.
Diferente de origem e destino. Porque quando a pessoa vai e volta,
na volta o destino vira produo de viagens. Analogia prego com
elstico. Escritorio atrao de viagens. Em viagens sem base
domiciliar, se confunde origem e destino com atrao e produoEm geral
os modelos so feitos pelo pico da manha, em que produo coincide com
origem e atrao coincide com destino (vamos usar como sinnimos, mas
sabemos que a rigor no )-Fatores que afetam a produo de viagens:
-Numero de viajantes: populao, total de famlias, densidade
residencial-Propenso a viajar: tamanho da famlia, numero de pessoas
que trabalham, presena de crianas na famlia, posse de automveis,
renda, ocupao, nvel de instruo, sexo, idadeSo Paulo: estimar a
demanda futura. O numero da populao no vai aumentar muito mais, j
cresceu o que tinha pra crescer. Mas as variveis de propenso a
viajar mudam muito. Envelhecimento da populao, mudanas no perfil de
renda, na composio da populao...Fatores que afetam a atrao de
viagens:-Nmero de empregos por setor de atividade-Area (total ou
construda) por tipo de uso: industrial, comercial, servios,
recreao-Vagas escolaresCada segmento de demanda(motivo das viagens)
vai ter as melhores variveis para explica-loExemplo: Pi=produo de
viagens dirias na zona i por motivo trabalhoDi=numero de domiclios
na zona iAi=numero de automveis dos domiclios na zona iTi= populao
economicamente ativa residente da zona iExemplo de
modeloPi=37+1,7Di+2,4Ai+1,9TiAi-> no sabemos como esse automveis
esto distribudos nos domiclios(uniforme ou no, poucas famlias com
muitos autos, ou 1 auto por famlia). Se levssemos em conta, seria
uma aproximao melhor que AiOutros tipos de exemplosModelagem 4
etapasProjeo das variveis que alimentam os modelosValores futuros
das variveis explicativasAplicao dos modelosHoje- informaes de
famliasAula passada-informaes de zonasModelo de produo de viagens
no foi dado, vamos desenvolverEx: Aplicao de modelos para
planejamento estratgico de transportes urbanoEstudo de projeo de
demanda-5 zonas de trafegoDomicilio definido por fogo. Tem fogo
separado, famlias separadas. Estudamos a famlia, no o
domicilioExercicioModelo de atrao de viagem j calibradoFazer o
modelo de produo de viagens-tamanho da famlia-quantidade de
automveis por famliaTabulao dos dados->modelosNo precisamos usar
necessariamente variveis iguais (tamanho e autos) para estimar
demandas de viagens diferentes (trabalho, outros)Levantamento de
dadosNumero mdio de viagens= num de viagens (de um segmento)/ num
de famlia(desse segmento)Segmento em funo do tamanho e carroModelo
agragado->carac da zonaModelo desagregado->carac das famlias
(+fundo na busca dos dados, comportamentos)Precisamos de em cada
zona(total temos P) a distribuio das famlias na zona (tamanho e
quantidade de carros)Aplicar um modelo desagregado(melhor)-?trazer
ele para o agregado (P2,P3,P4). Envolve erroVale a pena. Melhor um
bom modelo e conviver com as dificuldades de trazer ele para um
modelo agregado. Qual a composio das zonas 2,3 e 4. Quantidade de
famlias em cada segmentoZona=iPi=S (somatria,t-tamanho,a-autos)
Ft,a i x NV t,a (taxa de num de viagens)Ft,a- num de famlia por
zona com as caract de tamanho t e numero de autos aPara fazer esses
clculos utilizamos probabilidadesFt,a i =Fi x p(t) x
P(a/t)P(t)=probabilidade de uma familia pertencer a categoria t
tamanho=t P(a/t)=probabilidade de a famlia ter a autos, dado que
ela est na categoria tPi=numero de viagens produzidas na zona iPara
calcular p(t) preciso do tamanho mdio da famlia (na regio) (temos a
quantidade de famlias com cada t)t-nmero de membros da famliamdia
ponderadaModelos de distribuio de viagens-representam interao entre
zonas-demanda Vij=(Pi,Aj,custo entre zonas)O modelo
gravitacional-analogia com a fsica de Newton-evoluo/generalizao
para o transp. PblicoVij=k.Pi.Aj.F(cij)Onde F(cij) funo da
impedncia. Cij o custo (generalizado) da viagem de i a j-Formulao
do B.P.R.Vij=(PiAjF(cij))/(?_i?AjF(cij)?)Onde Aj x F(cij) uma
possvel medida de acessibilidade. Modelo distribui viagens segundo
acessibilidade relativaFuno
exponencial:-Escalonada-ExponencialF(cij)=e^(-cij)A curva indica
que quanto maior o custo (cij) menor a chance da pessoa ir at o
local comprarDesenho da matriz de viagensP\A 1...j...n1...i
Vij...nMatriz de custos cij, mesma coisaCusto entre i e j, em funo
do modal, ou combinao de modoCij=Pa. Cij(a)+Po.Cij(o) No uma boa
formulaPa-proporo que vai de autoPo-proporo que vai de nibusCusto
generalizado: tempo, dinheiro, conforto,
etc(2)Cij=1/?ln?(?_ne^(-?.?cij?^m ) ) m=conjunto de modosEm (1) se
introduzirmos um novo modo (ex: metro) que mais caro, o custo vai
aumentar (vai parecer +infeliz), mas as pessoas que escolhem o novo
modo, preferem ele (esto + feliz)Esse problema no ocorre no
(2)Existe um conjunto de outros fatores (a rua que para, a cor do
nibus), que so fatores aleatrios, que no conseguimos representar em
(1). A pessoa toma deciso com base na
UtilidadeUtilidade=Sistemtica(modelador-custo, tempo,
etc)+Aleatrios(Distribuies diferentes)U=V+ePodemos dizer que
Va(sist. Auto)>Vo(nibus)Mas em termos de U, s conseguimos falar
em probabilidadesP(Ua>Uo)Modelos de escolha discretaEstamos
vendo para escolha dos destinos (Cij) i, j reas diferentesMas a
aplicao mais comum para escolha modalModelo gravitacionalTerceira
etapa-Modelos de escolha modalRepresentam comportamento do usurio
na competio entre modosFatores que influenciam a diviso
modal:-Caractersticas do viajante-Posse/disponibilidade do
auto-renda-caractersticas da viagem: motivo, perodo (ex:trab
preciso de regularidade, para ir para casa, posso
atrasar)-caractersticas do sistema de transporte: tempo de viagem
no veiculo(em cada modo, andando, espera/buscando vaga para
estacionar), custos monetarios (tarifas transporte publico, tarifas
de estacionamento, pedragios) Custos quantitativosCustos
qualitativos (difcil medir): conforto e convenincia, confiabilidade
e regularidade, seguranaSe tenho 3 variveis, sexo, nvel de instruo
e $. Podemos fazer 2 modelagens diferentes, uma para cada sexo, ou
fazer uma modelagem com 3 variveisQual o valor do tempo? Facil de
medir o tempo, fcil de medir o custo, mas difcil estabelecer uma
relao entre elesSimplificao-leva em conta s tempo e custoOs tempos
no tem pesos iguais. Tempo de espera em geral pesa 2 vezes mais que
tempo de viagem. Tambm pode ser em funo do nvel de conforto. Os
custos tambm no tem mesmo peso.Modelos->extraem estatisticamente
a media das preferncias da populaoCusto=combinao dos atributos com
seus relativos custosAumenta custo (c), diminui a utilidade (U).
Portanto v8: to dando muita bola para o custo. Modelo de menor
custo-?=0: cada modo tem a mesma probabilidade de ser escolhido?, a
importncia relativa que dou para a parcela mensurvel (V,
sistemtica) com relao a parcela que
aleatria?Cij?^A=a+b.?tij?^v+c.?tij?^e+d.esta,b,c,d-pesos atribudos
as variveis. Calibrar a equao: qual a importncia que as pessoas do
para as variveisv-viagemest-estacionamentoe-esperaEx5)Estimar a
diviso modal entre auto e onibusS em funo do tempoMatriz de viagem
por auto e por nibusA curva de capacidade da via(Q xT) dada em funo
do numero de veculos, no viagens ou passageirosComo transformar
passageiros em veculos-> Indice de ocupao (SP 1,3)Prova:
conceitual, no de contas, pode perguntar. Ele pode perguntar: no ex
fizemos desse jeito, como poderia melhorar. Ex4)Mtodos de alocao de
viagens-responsveis pelo carregamento da rede-informaes necessrias:
matrizes de viagens por modo, descrio das redes de transporte (por
modo, ou nica), critrio da escolha de rota, -exemplo: alocao tudo
ou nadaA hora que a demanda(como se distribui) solicitar a oferta
vai reagirAlocao tudo ou nada-> Mtodo grosseiro de estimar. Mas
como se baseiam os outros mtodos de alocaoAdmite:-ausencia de
efeitos de congestionamento-todos os usurios de rede consideram os
mesmos atributos e os ponderam da mesma formaPortanto:-todos
escolhem a mesma rota-todos alocados a uma nica rota entre i e j e
ningum alocado em outras rotas menos atrativasSera + importante
relaxar o primeiro (ausncia de congestionamentos) para um modelo
melhorEle apenas vai sugerir comoEx: produo de viagens A e BAtrao C
e DPara carregar a solicitao tem que ser em veculos, no
viagensrvores de caminhos mnimosArvore do n A-> 2 caminhos
melhores. Para os 2 destinos respectivos (C e D), que so
folhasMelhor caminho entre 2 folhas, no sei. Apenas da raiz ate as
folhasArvore do n i nos da a linha i da matriz de custo CijCusto do
n i para todos os outros j nsProcessamos n rvores->matriz
CijA-C:400, A-D:200 (num de veculos)Trecho em comum de A-C para
A-D, trecho acumulado, 600Faz a rvore para todos, coloca as
solicitaes e vai acumulandoVamos ter assim, os carregamentos em
cada trecho da redeDemanda em cada trechoAssociado aos custos e a
matriz de custos e matriz de viagensPoderiamos calcular a
quantidade de veculos-hora (por trecho)Intervenes no sistema de
transporte-Estimativa da solicitao (demanda) futuraNesse caso do
tudo ou nada, no adianta dupliar, a capacidade infinitaIsso o tudo
ou nada. No realista porque as hipteses no so realistas. Vamos
relaxar uma das hiptesesResultados-tudo ou nada-Em geral, no
representam situao de equilbrio-valido onde no prevalece
congestionamento-identifica linhas de desejo---Avaliao de
alternativasResutultados da modelagem:-fluxo entre pares de zonas,
por modo-fluxos nos trechos, por modo-tempos e custos de viagem,
entre zonas, por modoEstimativas para avaliao:-beneficios para
usurios: tempo e custo-beneficios para operadores: custos
operacionais-beneficios sociais: acidentes, poluio, etcComo samos
dessa hiptese e melhoramos?Relaxando a primeira hiptese(ausncia de
congestionamento)Efeito do congestionamento mais importanteCurva de
QxT-> Resposta da via em funo da solicitao QTodos pelo mesmo
caminho-> congestiona-> mudana de caminhoIteaes-corrigindo os
tempos. Fazemos outro tudo ou nadaO primeiro caminho estava cheio,
aumentou o tempo, mas no posso tirar todo mundo e mandar para outro
caminho (seno fica s trocando de caminho), combinaes de
iteraesAlocao por equilbrio-> custos generalizados iguaisNinguem
pode melhorar unilateralmente sua situaoEx:2 caminhos de A para B,
caminhos 1 e 2Curva de desempenho do 1 e do 2.Equilibrio onde os
tempos so iguais. Encontro das retas 1 e 2
