Planejamento de transporte, Notas de estudo de Engenharia de Transportes

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PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES:

CONCEITOS E MODELOS DE ANÁLISE

Profa^ Vânia Barcellos Gouvêa campos

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Planejamento de transportes é uma área de estudo que visa adequar as necessidades de transporte de uma região ao seu desenvolvimento de acordo com suas características estruturais. Isto significa implantar novos sistemas ou melhorar os existentes.

Para se definir o que deve ser implantado ou melhorado (oferta de transporte), dentro do horizonte de projeto, faz-se necessário quantificar a demanda por transporte e saber como a mesma vai se distribuir dentro da área de estudo (linhas de desejo). A avaliação dessa demanda é feita utilizando-se os modelos de planejamento. Através deste modelos procura-se modelar o comportamento da demanda e a partir daí definir as alternativas que melhor se adaptem a realidade da região.

Deve-se ter em mente que o processo de planejamento deve na verdade deve estar incluído num plano de desenvolvimento voltado para a região de estudo, pois conforme se pode observar, a demanda por transporte depende do desenvolvimento atual da região e da proposta de desenvolvimento futuro.

1. ASPECTOS GERAIS DO PROCESSO DE PLANEJAMENTO

Um plano pode ser de longo, médio ou curto prazo, sua duração depende dos recursos disponíveis e dos objetivos que se deseja alcançar e muitas vezes da urgência do problema que se deseja resolver.

De uma forma geral um plano de transporte compreende as seguintes etapas: 1- Definição dos objetivos e prazos 2- Diagnóstico dos sistemas de transportes 3- Coleta de Dados 4- Escolha dos modelos a serem utilizados para avaliação da demanda futura. 5- Alternativas de Oferta de Transporte 6- Avaliação das alternativas (custos e impactos) 7- Escolha da alternativa

PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES

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Os procedimentos de análise e previsão da demanda têm como objetivo subsidiar as tomadas de decisão quanto a mudanças que se fazem necessárias no sistema de Transporte. Essas mudanças podem estar relacionadas com ações imediatas que compreendem medidas operacionais que podem ser implementadas de forma rápida e com baixo custo, ou podem conter ações que necessitam de um prazo maior para serem implementadas. Estas últimas estão inseridas em planos de médio e curto prazo e, na maioria das vezes requerem maiores recursos. Assim, de acordo com a abrangência do plano de ação no sistema de transporte existe a necessidade de coleta de informações através de pesquisas na via, no sistema, com usuário ou com a comunidade.

Esta coleta de informações vai dar suporte aos modelos de previsão de demanda segundo o objetivo dos mesmos e o prazo de execução.

De acordo com o nível da decisão a ser tomada, o planejamento pode ser estratégico, tático ou operacional ( Pereira 2005):

a) Nível Estratégico No nível estratégico, o planejador está preocupado com as ações em longo prazo. Neste nível está inserido o planejamento de transportes.

O objetivo do planejamento de transportes é desenvolver ordenadamente programas sob os quais um sistema integrado de transportes possa ser inteiramente desenvolvido e que tenha sua operação e seu gerenciamento otimizados. Isso inclui as redes viárias e de transportes de massa, além das infra- estruturas dos seus terminais. Tal planejamento deve considerar os usos de solo presentes e futuros e os requisitos resultantes de viagens para o movimento de pessoas e bens durante os próximos 20 a 25 anos em níveis de serviço aceitáveis e compatíveis com os recursos financeiros da comunidade. O plano deve considerar as metas da região e as políticas do estado e do país (CARTER e HOMBURGER, 1978).

De acordo com GERMANI et al. (1973), como ponto de partida é necessário conhecer os “desejos de deslocamento” da população, e então estabelecer

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relações entre o número de viagens realizadas pela população e outras grandezas que possam explicá-las, de modo que, quando projetadas para o ano de projeto, permitam inferir os desejos de deslocamentos no futuro.

Neste nível de planejamento são necessárias pesquisas como: levantamentos de uso do solo, tempos de viagem, população, fatores econômicos, facilidades de transporte, legislação e recursos financeiros. Também é necessário realizar pesquisas de origem e destino (O-D). Em complementação a este tipo de pesquisa, são realizadas contagens de tráfego em pontos estratégicos da área estudada.

Utilizam-se então técnicas de simulação, por meio de modelos matemáticos, que procuram exprimir as inter-relações entre os dados sócio-econômicos e as viagens realizadas pelos habitantes de determinadas regiões (GERMANI et al., 1973)

b) Nível Tático No nível tático (ou nível de projeto), normalmente são realizadas análises de médio a longo prazo. Neste nível de análise, são exemplos de tarefas: projeto geométrico das vias (determinação de largura de faixas, declividade da via, dimensionamento de áreas para pedestres e largura de calçadas e de passeios, etc.), elaboração de projetos de sinalização e de controle eletrônico do tráfego, dentre outros. Estas tarefas podem ser conseqüência das diretrizes do planejamento estratégico ou podem ser oriundas de decisões baseadas em problemas operacionais.

c) Nível Operacional O foco deste nível de decisão está principalmente nas ações de curto prazo e dentre as análises normalmente realizadas estão: configuração do uso das faixas de tráfego, aplicação de dispositivos de controle de tráfego, programação de semáforos, espaçamento e localização de paradas de ônibus, freqüência de um serviço de ônibus, adição de faixa para veículos com ocupação interna alta, fornecimento de informações aos usuários em tempo real, detecção de

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Nos modelos agregados, a estimação se faz com base em dados cujas observações foram agregadas ( renda nacional, consumo global, exportação total ...)

Nos modelos desagregados, a estimação é feita com base em dados cujas observações se referem a um indivíduo ou grupos de indivíduos com características semelhantes.

2- PREVISÃO DE DEMANDA

A demanda por transporte é totalmente dependente das características físicas e sócio-econômicas da região de estudo. Qualquer modificação no uso e ocupação do solo tem efeito sobre a movimentação dos indivíduos. Assim, como no transporte regional de carga, a demanda depende tanto do desenvolvimento da região de produção como dos mercados consumidores.

A análise e projeção da demanda pode ser realizada com o intuito de investigar novas estratégias gerenciais, tais como mudanças no preço, ou de planejar grandes investimentos que requerem previsões de longo prazo.

Para avaliar novas estratégias gerenciais ou operacionais pode-se utilizar: curvas de demanda e conceito de elasticidade - demanda (modelos diretos)
Para avaliação grandes investimentos em toda uma região: Modelos Seqüenciais

2.1 - Modelos diretos Neste tipo de análise, para definição de uma curva de demanda pode-se considerar duas formas:

Previsão incondicional – não vinculada a outras variáveis ( séries históricas)

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Previsão condicionada - vinculada a outras variáveis ( por exemplo: tarifa, renda , população , produção etc)

Previsão incondicional Para este tipo de previsão podem ser considerados três tipos de formulação: Linear, Geométrica e da Curva Logística.

Projeção linear Admite que a demanda cresce segundo uma progressão aritmética, em que o primeiro termo é a demanda inicial e a razão é a taxa estimada de crescimento por ano.

Vn = V 0 (1+ na ) onde: Vn = demanda no ano “n” Vo = demanda no ano base a = taxa de crescimento anual n = número de anos decorridos após o ano base

Normalmente este método é usado para períodos inferiores a cinco anos.

Projeção Geométrica ou Exponencial Admite que a demanda cresce segundo uma progressão geométrica, em que o primeiro termo é a demanda inicial e a razão é o fator de crescimento anual.

Vn = Vorn

onde: Vn = demanda no ano “n” Vo = demanda no ano base r = razão da progressão geométrica (fator de crescimento anual) n = número de anos decorridos após o ano base

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dependentes são aquelas relacionadas com os fatores que interferem nesta demanda.

De um modo geral os fatores que interferem são :
atributos sócio-econômicos
custo de uso do sistema
atributos relacionados com o nível de serviço do sistema

Exemplo de variáveis utilizadas na demanda de transporte de carga
Produção
PIB
Salário mínimo
Consumo de combustível
Custo do transporte

Exemplo de variáveis utilizadas na demanda de transporte de passageiros
População
Renda
Pessoas empregadas
Custo de transporte

2.2 – Tamanho da Amostra O tamanho da amostra (N) pode variar em função do tipo de pesquisa que irá ser realizada. Assim, por exemplo quando se vai fazer uma pesquisa no tráfego ( para estimativa de volume, O/D, Velocidade e outros) pode-se definir a amostra utilizando uma das seguintes expressões:

N = ( Z αααα x CV )^2 E^2 CV= coeficiente de variação (δ/μ) E – nível de precisão desejado ( expresso em proporção d/μ)

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N = ( Z αααα x δ )^2 d^2 Z – valor do erro padrão da curva normal para o nível de significância αααα δ - desvio padrão da população d – erro tolerável em relação a média (μ)

2.2 Elasticidade da Demanda

O conceito de Elasticidade da demanda permite que se avalie uma possível alteração da demanda em função de mudanças nas características dos serviços, como por exemplo, tarifa, freqüência dos serviços, tempo de viagem etc. Este conceito é assim, muito útil para as empresas de transporte, na medida em que a partir da curva de demanda em função de diferentes parâmetros se possam inferir sobre a variação da demanda.

Considere, por exemplo, a curva de demanda da figura 2 e suponhamos de uma maneira geral, que a demanda D de um determinado Sistema de Transporte é Função de uma variável X :

Figura 2 – Curva de demanda

Ao fazer variar X, do ponto A para ponto B, a demanda D sofrerá modificação, e a relação entre estas variações resulta no coeficiente de Elasticidade (E). Assim a elasticidade no ponto A é definido como:

XB

DA

DB

XA

a

b

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valor da variável analisada é obtida pelo produto entre o quociente do valor da variável e o valor da demanda no ponto de análise e a derivada da função para estes mesmos valores.

De acordo com a definição anterior, observa-se que a elasticidade varia para cada tipo de função:

Para uma função linear D= a - bx a elasticidade varia em cada ponto E = -bx / (a-bx)
Numa função produto D= axb^ a elasticidade é constante e igual ao expoente da função, E=a
Numa função exponencial D= a. ebx^ a elasticidade também varia em cada ponto, E=bx.
Quando a função de demanda é definida por duas ou mais variáveis pode-se obter a elasticidade parcial em relação a uma das variáveis.

Para uma função y = f (x) qualquer a elasticidade pode ser:

 Unitária em relação a X se l E l =  Relativamente elástica em relação a x se l E l >  Relativamente elástica em relação a x se l E l <

Exemplo 8.

Um determinado ramal ferroviário transportava 2 x 106 ton.km/ano de carga a um preço de R$ 4,00 reais por tonelada. Um aumento de 10% provocou uma redução na carga de 12%.

Com base nestes dados determine:
A elasticidade da demanda em relação a tarifa para a situação observada e se a mesma é relativamente elástica ou inelástica.
Verifique se a empresa perdeu ou ganhou em termos de receita.

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Verifique, considerando que a elasticidade é constante se seria possível cobrar um preço menor e aumentar a receita.

2.3 Elasticidade Cruzada

O conceito de elasticidade apresentado até aqui, se baseia nos efeitos sobre a demanda a partir de mudanças numa variável ou atributo relacionado com o produto ou serviço analisado. Este tipo de Elasticidade é conhecido como Elasticidade direta. Porém, pode ocorrer algumas vezes que mudanças na variável ou atributo de um serviço possam ter efeitos sobre outros produtos ou serviços. Por exemplo, suponha um aumento da tarifa por ônibus, esta terá como efeito provável uma redução da demanda por viagens no serviço de transporte por ônibus – elasticidade direta, porém, pode levar a um aumento da demanda no transporte ferroviário. Neste ultimo caso, considera-se como Elasticidade cruzada o efeito do aumento da tarifa do ônibus sobre a demanda pelo transporte ferroviário.

Exemplo 8. Observou-se numa área urbana que após um acréscimo de 20% no custo de viagem por automóvel houve um acréscimo de 5% de pessoas transportadas pelo Metro e de um decréscimo de 10% das viagens por automóvel.  Verifique a Elasticidade da demanda de viagens por automóvel e a elasticidade indireta da demanda de viagens no Metro.

2.4 Modelos Seqüenciais

Quando se tem como objetivo um plano de Transporte de uma região faz-se uso dos Modelos Seqüenciais que tem como base as relações a médio e curto prazo do transporte com as características sócio-econômicas da região.

A figura 2 a seguir chamada Ciclo dos Transportes expressa esta interação, ou seja, a dinâmica das relações entre transporte e uso do solo.

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3 - COLETA DE DADOS PARA O PLANEJAMENTO

Objetivo: Definir o padrão de viagens e uso do solo na área de estudo e fazer um diagnóstico sobre o sistema de transporte existente.

3.1 - Delimitação da área de estudo

A área de estudo é delimitada pelo que chamamos de cordão externo (cordon line)

• o cordão externo deve englobar todos os movimentos importantes da região ( especialmente no caso urbano, as viagens casa- trabalho)
• na área de estudo também devem estar incluídas as áreas que serão desenvolvidas no futuro, dentro do período para o qual se planeja.
• o cordão externo deve cruzar as principais vias e corredores

2.2 - Zoneamento

Compreende a subdivisão da área de estudo e da região em torno da mesma em sub- regiões chamadas de zonas de tráfego.

Padrão de viagens Engloba todos os movimentos : internos ,externos e internos-externos na área de estudo e os horários em que os mesmos acontecem. Para áreas rurais observa-se a sazonalidade das cargas.

Padrão de Uso e ocupação do solo As diversas atividades desenvolvidas : residencial, comercial, industrial, agricultura, lazer...

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Área de estudo

Zonas de tráfego - unidade básica de análise com a finalidade de estabelecer a quantidade de fluxo, gerado pelos movimentos básicos, e a origem e o destino dos mesmos para melhor avaliar o desenvolvimento econômico e de uso do solo local.

As zonas externas a área de estudo têm tamanho superior àquelas que estão dentro da mesma.

Centróide - pontos de concentração de atividades de uma zona de tráfego.

Fig.2 - Divisões da área de Estudo e Linhas de contorno

Movimentos básicos: Externo externo - viagens através externo interno - viagens externas interno interno - viagens internas

Screen line ( utilizada principalmente, no caso de transporte urbano) é uma linha que corta a área de estudo, que tem poucos pontos de interseção com ruas ou rodovias, pode ser , por exemplo, um rio, uma via férrea ou qualquer outro obstáculo natural.

Linha de contorno screen line

Limite das zonas externas

ZT

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Para expandir os resultados da amostra para toda a população utilizam-se as seguintes expressões:

• para entrevistas domiciliares: Fi = A - A(C +(CxD)/B)/ B B-C-D Fi = fator de expansão para a zona i A = número total de endereços na lista original da área de estudo; B = número total de endereços selecionados como amostra original; C = ‘’ de endereços amostrados extintos ( demolidos, não residenciais etc.) D = ‘’ de endereços amostrados não entrevistados ( onde se recusaram a responder).
• para pesquisas no cordão externo Fator de expansão = A / B onde: A = num. de veículos de uma dada classe que passa através do posto de pesquisa em um dado intervalo de tempo; B = num. de veículos entrevistados que pertence à mesma classe considerada e para o mesmo intervalo de tempo.

2.4 - Tipo de Informações

Para o transporte Urbano: a) Dados sócio econômicos
tipo de residência
renda
número de residentes
tipo de atividade ( quando a entrevista é feita no local de trabalho)
número de pessoas empregadas
propriedade de veículos

b) Motivo da viagem
para o trabalho

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negócios
recreativa
compras
escola e outros

c) Modo de realização da Viagem
por transporte público : ônibus, táxi, metro, barca
por transporte particular: automóveis, bicicletas, motos

d) Quanto ao ponto de Referência:
viagens com base residencial
viagens com base não-residencial

Para o Transporte de Carga a) a sazonalidade da carga b) modos de transporte possíveis dentro da região c) Tipos de movimentos:
centro produtor consumidor
centro produtor depósito armazém, terminal de transbordo e distribuição

Dados Sócio-econômicos e informações Complementares

uso do solo na região de estudo ( atividade predominante, localização, intensidade)
população
frota (automóveis, caminhões, ônibus, transporte de massa)
capacidade dos sistemas e condições físicas das vias
movimentação de cargas
freqüência do modo, tarifa
atividades econômicas
política futura de transporte