ESTUDOS DE CENÁRIOS PARA A OTIMIZAÇÃO DE TRÁFEGO EM SEMÁFOROS DE TRÊS TEMPOS:

UM ESTUDO DE CASO UMA CIDADE DE MÉDIO PORTE

Autores

  • Liane Mahlmann Kipper Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC
  • Barbara Ruanna Loebens Garcia Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC
  • André Luiz dos Santos Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC
  • Jusicleiton Santos Pereira Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC
  • Júlio César Padilha Kaufmann Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC
  • João Carlos Furtado Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC

Resumo

O crescimento simultâneo das cidades e do número de veículos impacta significativamente no sistema de tráfego urbano e como estratégia para minimizar esses efeitos, a gestão eficiente dos semáforos torna-se crucial no gerenciamento do tráfego e da mobilidade urbana. A adoção de sistemas de tráfego inteligente, como os semáforos inteligentes, se apresenta como uma ferramenta que tem potencial para a solução de problemas como congestionamentos, mas o uso de semáforos com tempos fixos também pode ser uma alternativa quando encontrado um cenário equilibrado de tempos de abertura e fechamento dos semáforos. O estudo apresenta uma série de simulações em um cruzamento de fluxo intenso na cidade de Santa Cruz do Sul (RS), onde os semáforos funcionam com a lógica de programação de três tempos. Os dados foram coletados in loco e em seguida tratados no software flexSim, com o objetivo de realizar uma análise de cenários em um cruzamento de vias de alto fluxo na cidade de Santa Cruz do Sul-RS visando dimensionar a melhor fluência de tráfego para o horário de maior fluxo. Foram realizadas 7 simulações de cenários e identificados os que apresentaram redução e consequentemente melhora quando analisado o staytime (tempo médio dos veículos no trajeto) e uma equidade quando comparado o average wip (quantidade média de veículos no trajeto), redução de 13,88% e de 22,78%, respectivamente, em uma via de intenso tráfego. A simulação demonstrou que é possível melhorar o tráfego urbano no local quando a configuração de tempos de semáforos for adequadamente implementada. 

Biografia do Autor

Liane Mahlmann Kipper, Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC

Bolsista produtividade CNPq. Professora titular da Universidade de Santa Cruz do Sul. Atua na graduação e na Pós-Graduação, nos programas de: Sistemas e Processos industriais (PPGSPI); Tecnologia Ambiental (PPGTA) e Psicologia (PPGPSI-Metrado Profissional). Bolsista Produtividade do CNPq/Brasil. Pesquisa nas áreas de gestão organizacional, inovação e criatividade. Em gerenciamento de processos, nos seguintes temas: melhoria de processos, sistemas enxutos: indústria 4.0, inovação, criatividade, desenvolvimento de produtos e proteção do conhecimento; com foco em tecnologias para otimização e melhoria de processos organizacionais. Tem mais de 20 publicações sobre indústria 4.0 e suas tecnologias. Desde 2023 editora da Revista Produção Online.ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4147-892X Outras IDsResearcherID: F-8937-2013Scopus Author

Barbara Ruanna Loebens Garcia, Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC

Possui graduação em Engenharia de Produção pela Universidade de Caxias do Sul (2020) e atualmente é mestranda pelo Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Processos Industriais (PPGSPI) pela Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC.

André Luiz dos Santos, Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC

Mestrando pelo Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Processos Industriais (PPGSPI) pela Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC

Jusicleiton Santos Pereira, Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC

Mestrando pelo Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Processos Industriais (PPGSPI) pela Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC.

Júlio César Padilha Kaufmann, Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC

Graduaado em Engenharia de Produção da pela Universidade de Caxias do Sul-UCS

João Carlos Furtado, Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC

Graduado em Física pela Universidade Federal de Santa Maria-UFSM (1991). Mestre (1995) e doutor (1998) em Computação Aplicada pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais-INPE.  Atualmente é Professor Adjunto da Universidade de Santa Cruz do Sul. É professor nos cursos de Ciência da Computação, Engenharia de Computação, Engenharia de Produção, Licenciatura em Computação e no Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Processos Industriais - PPGSPI. É orientador de trabalhos de iniciação científica e alunos de Pós-Graduação. Foi chefe do Departamento de Informática - UNISC e coordenador do PPGSPI - UNISC. Avaliador e revisor de periódicos nacionais e internacionais. Tem pesquisado métodos de otimização na resolução de problemas industriais e organizacionais. Tem pesquisado soluções na combinação de conhecimentos das engenharias, negócios e computação, tais como: simulação, inteligência artificial, pesquisa operacional, entre outros.

Referências

CASTRO, G. B.; HIRAKAWA, A. R.; MARTINI, J. S. Adaptive traffic signal control based on bio-neural network.Procedia Computer Science, v. 109, p. 1182-1187, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.procs.2017.05.394. Acesso em: 10 jul. 2024.

CAVALCANTE, A. V. G. Estudo técnico de viabilidade e projeto básico para implantação de conjunto semafórico no cruzamento das ruas Enaldo Torres e Severino Dutra no município de Patos–PB. 2023. 116 f. Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Campina Grande-UFCG, Campina Grande, 2023. Disponível em http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/handle/riufcg/31145/ANT%C3%94NIO%20VITOR%20GOMES%20CAVALCANTE%20-%20TCC%20-%20ENGENHARIA%20CIVIL%202023.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 10 jul. 2024.

CHUERUBIM, M. L. et al. Avaliação de técnicas de balanceamento de bases de dados para classificação da severidade de acidentes rodoviários empregando redes neurais artificiais. Transportes, v. 28, n. 5, p. 252–266. Disponível em: https://doi.org/10.14295/transportes.v28i5.2271. Acesso em: 10 jul. 2024.

DE PAIVA, L. M. Controle distribuído de tráfego com fluxos heterogêneos. 2012. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Sistemas e Computação) - COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro-UFRJ, Rio de Janeiro, 2012. Disponível em: https://www.cos.ufrj.br/uploadfile/1355332719.pdf. Acesso em: 10 jul. 2024.

DRESCH, A.; LACERDA, D. P.; MIGUEL, P. A. C. A distinctive analysis of case study, action research and design science research. Revista brasileira de gestão de negócios, v. 17, n. 56, p. 1116-1133, 2015. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbgn/a/Tx8469yFmpqVxZWRyCMs5cw/?format=pdf&lang=pt. Acesso em: 10 jul. 2024.

FARHI, N. et al. A semi-decentralized control strategy for urban traffic. Transportation Research Procedia, v. 10, p. 41-50, 2015. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2015.09.054. Acesso em: 10 jul. 2024.

FERNANDES BARROSO, J. M.; ALBUQUERQUE OLIVEIRA, J. L.; DE OLIVEIRA NETO, F. M. O uso de dados de sistemas de monitoramento automático de tráfego para obter séries temporais dia-a-dia de volumes de tráfego e fluxos origem-destino em redes urbanas. Transportes, v. 29, n. 2, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.14295/transportes.v29i2.2385. Acesso em: 10 jul. 2024.

KULKARNI, A. R.; KUMAR, N.; RAMACHANDRA RAO, K. 100 years of the ubiquitous traffic lights: An all-round review. IETE Technical Review, v. 41, n. 2, p. 212-225, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.1080/02564602.2023.2238664. Acesso em: 10 jul. 2024.

LEAL, S. S.; DE ALMEIDA, P. E. M.; CHUNG, E. Active control for traffic lights in regions and corridors: an approach based on evolutionary computation. Transportation research procedia, v. 25, p. 1769-1780, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2017.05.140. Acesso em: 10jul. 2024.

MOTA, B. C.; BARROSO, S. H. A. O uso do pavimento para geração de energia e desenvolvimento sustentável de cidades inteligentes. Transportes, v. 29, n. 2, p. 1-15, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.14295/transportes.v29i2.2380. Acesso em: 10 jul. 2024.

NESMACHNOW, S. et al. Traffic lights synchronization for Bus Rapid Transit using a parallel evolutionary algorithm. International Journal of Transportation Science and Technology, v. 8, n. 1, p. 53-67, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.ijtst.2018.10.002. Acesso em: 10 jul. 2024.

POMPIGNA, A.; MAURO, R. Smart roads: A state of the art of highways innovations in the Smart Age. Engineering Science and Technology, an International Journal, v. 25, p. 1-15, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jestch.2021.04.005. Acesso em: 10 jul. 2024.

ANDRADE, R. Q.; BESSA JÚNIOR, J. E. Método para determinação da capacidade e de medidas de desempenho em zonas de obras de rodovias de pista simples. Transportes, v. 30, n. 2. P. 1-19, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.14295/transportes.v30i2.2685. Acesso em: 10 jul. 2024.

SILVA, G. O. et al. Traffic Light Optimization of an Intersection: A Portuguese Case Study. In: International Conference on Optimization, Learning Algorithms and Applications. Cham: Springer International Publishing, 2022. p. 202-214. Disponível em: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-23236-7_15. Acesso em: 10 jul. 2024.

VAN ECK, N. J.; WALTMAN, L. VOSviewer manual: version 1.3.0 Leiden: Leiden Universit, 2011. Disponível em: https://www.vosviewer.com/documentation/Manual_VOSviewer_1.3.1.pdf. Acesso em: 10 lul. 2024.

WANG, H. et al. Optimizing signal timing control for large urban traffic networks using an adaptive linear quadratic regulator control strategy. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, v. 23, n. 1, p. 333-343, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1109/TITS.2020.3010725. Acesso em: 10 lul. 2024.

WANG, Y. et al. Evaluation and application of urban traffic signal optimizing control strategy based on reinforcement learning. Journal of Advanced Transportation, v. 2018, n. 1, p. 1-9, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1155/2018/3631489. Acesso em: 10 jul. 2024.

WEI, H.; ZHENG, G.; GAYAH, V.; LI, Z. A survey on traffic signal control methods. arXiv preprint arXiv:1904.08117, v. 1, n. 1. Disponível em: https://doi.org/10.48550/arXiv.1904.08117. Acesso em: 10 jul. 2024.

YIN, R. K. Estudo de Caso: Planejamento e Métodos. Porto Alegre: Bookman editora, 2015.

Downloads

Publicado

2024-07-27

Edição

v. 17 n. 1 (2024): RETEC - Revista de Tecnologias

Seção

Artigos