Modelação e Avaliação do Potencial de Desempenho das Lombas Redutoras de Velocidade

Abstract

As lombas, têm sido as medidas de acalmia de tráfego que mais extensivamente têm vindo a ser utilizadas em Portugal e em todo o mundo, sendo habitual associar-lhe um nível de eficiência elevado. É frequente encontrar, na bibliografia da especialidade, referência a diversos estudos de avaliação da eficácia, por vezes, com resultados controversos e baseados maioritariamente em análises do tipo “antes e depois”, aplicadas à avaliação da variação diferencial das velocidades e dos níveis de sinistralidade. Subsiste um conhecimento deficiente sobre o efeito real das lombas no comportamento do condutor numa perspectiva integrada que incorpore cumulativamente os efeitos em termos de emissões poluentes, assim como a sua relação com as características físicas prevalecentes das lombas e do ambiente rodoviário. Neste contexto, esta dissertação centra-se na avaliação do desempenho de lombas, numa perspectiva integrada de efeitos em termos de redução efectiva de velocidades e de emissões. O trabalho de investigação desenvolvido incidiu sobre o levantamento exaustivo do estado da arte relativo ao tema e na descrição e explicação do comportamento de um conjunto de condutores ao longo da aproximação, transposição e afastamento de um número significativo de lombas que, no seu conjunto, reflectem gamas razoáveis de variabilidade geométrica. Assim foram considerados no estudo 3 percursos distintos que integram 17 lombas, as quais foram percorridas de forma sistemática em ambos os sentidos de circulação. Os trabalhos de recolha de dados de campo foram suportados por um veículo, instrumentado no âmbito deste trabalho, o qual garantiu o registo de dados ligados à dinâmica deste e de imagens vídeo das condições de circulação. O veículo foi conduzido por um grupo de 18 condutores com características homogéneas. Para o tratamento dos dados recolhidos foi desenvolvido um conjunto de programas informáticos que permitiram a organização destes, de forma simplificada e sistematizada, em conformidade com os requisitos inerentes à análise estatística. No global a amostra integrou 6234 passagens e foi subdividida em dois formatos distintos: dados discretos e dados contínuos. O desenvolvimento teórico do trabalho assentou em três partes fundamentais. A primeira centrou-se na caracterização geral do comportamento dos condutores durante a transposição da medida de acalmia de tráfego, nomeadamente em termos de rapidez, agressividade e conforto de passagem na lomba. A segunda parte do trabalho incidiu sobre a aplicação de um conjunto de técnicas estatísticas que sustentaram o desenvolvimento de expressões matemáticas que apresentam de uma forma quantificada as inter-relações entre, por um lado, as características geométricas e o ambiente rodoviário e, por outro, o comportamento dos condutores caracterizado, nomeadamente, através da velocidade na lomba, acelerações verticais e emissões poluentes. Recorrendo a técnicas de regressão múltipla hierarquizada foram também desenvolvidos três modelos contínuos de velocidade que representam o andamento dos perfis de velocidade na zona de influência da lomba. Na última parte do trabalho são apresentadas algumas análises de sensibilidade que evidenciam o efeito estimado das variáveis prevalecentes das lombas sobre o comportamento do condutor e emissões poluentes. Por fim são desenvolvidas algumas análises de sensibilidade que evidenciam o efeito estimado das variáveis prevalecentes das lombas sobre o comportamento do condutor.

Road humps are the most extensively traffic calming measures used in Portugal and worldwide usually with a high level of efficiency. It is common to find in the scientific literature several evaluation studies sometimes with conflicting results and predominantly based on “before and after” scenarios applied mainly to speed and accident rate changes. However there is still a lack of understanding of the real implications of road humps on driver behavior in an integrated perspective that considers cumulatively the environmental effects and their relationship with the main physical aspects of road humps and the road characteristics. Therefore, this thesis focuses on evaluating the performance of speed bumps and raised platforms using an integrated approach that evaluates the effects on speed reduction and pollutant emissions. The research work consisted in a state of the art research and in the description and explanation of the behavior of a set of drivers along the approach, transposition and exit of a significant number of road humps reflecting a reasonable range of geometry characteristics. There were 17 road humps in 3 separate locations and they were crossed systematically in both directions. The data collection was supported by an instrumented vehicle developed within this work. It enabled the recording of the vehicle dynamics parameters and traffic condition video images. The vehicle was driven by a group of 18 drivers with homogeneous characteristics. To support the data processing phase some computer programs were developed allowing the organization of the data collected in a simplified and systematized way and in accordance with the requirements inherent to the statistical analysis. The overall sample integrated 6234 passages on road humps and was subdivided into two distinct formats: discreet data and continuous data. The theoretical development of the work was based on three distinct parts. The first one focused on the general characterization of the drivers’ behavior while crossing speed humps, particularly in terms of speed, aggressiveness and comfort. The second part of the work focused on the statistical analyses of the data allowing the development of mathematical expressions that quantify the interrelationships between the geometric characteristics of the speed humps’, the road environment and the driver behavior namely in terms of speed, vertical acceleration and pollutant emissions. Using hierarchical multiple regression techniques three continuous speed models were also developed representing the speed profiles in the vicinity of the speed hump. In the last part some sensitivity analyses were carried out highlighting the estimated effects of the speed humps physical characteristics on driver behavior and pollutant emissions.