7.1.1. Fluxo de saturação: conceito e uso
A idéia original do parâmetro fluxo de saturação é o da taxa de atendimento de um sistema de filas, visto que são técnicas da teoria das filas que são empregadas na estimativa de medidas de desempenho de um plano semafórico, de forma que se possa avaliar sua adequação às condições de tráfego e aos padrões operacionais desejáveis. A diferença fundamental em relação a uma abordagem tradicional de um modelo de filas é que, na formulação inicial de um modelo de tráfego em interseções semaforizadas, estabeleceu-se que o fluxo de saturação representaria a taxa de descarga de veículos do período em que essa atinge equilíbrio, incorporando-se fatores de correção ao modelo para o período de aceleração inicial do fluxo e para o de aproveitamento do entre- verdes. Esse conceito é aplicado principalmente à estimativa do atraso experimentado por veículos em fila de semáforo, e usado nos mais diversos métodos de temporização, incluído o método original de Webster, o programa TRANSYT para temporização de redes de semáforo e o sistema adaptativo em tempo real SCOOT.
Dois processos são usualmente empregados na obtenção do valor do fluxo de saturação: a medição direta e a estimativa por fórmulas experimentais. A preferência pelo uso de fórmulas gera uma má interpretação do conceito do fluxo de saturação, que de forma nenhuma quer ser a taxa máxima observada de descarga de veículos ou, na sua medição, devem ser desprezadas as observações de descargas em que houve interrupções por manobras de veículos, se estas são um comportamento recorrente do local e período de interesse. O fluxo de saturação deve, pois, refletir o comportamento de descarga usual e provável de ser encontrado nesse local e período.
A equivalência veicular requer mais estudo, uma vez que o processo usado nos métodos de estimativa de fluxo de saturação não parecem ser adequados e os trabalhos
independentes sobre o assunto se restringem à investigação intrínseca da equivalência de desempenho entre veículos, não se questionando como essas diferentes abordagens afetam os resultados obtidos nos métodos em que serão usadas, ou mesmo se seria necessário a obtenção de novas fórmulas, uma vez que essas são obtidas, provavelmente, por um processo de regressão tendo como uma das variáveis explicativas o fator de composição.
A variabilidade do fluxo de saturação não é abordada de forma consistente na bibliografia consultada e não pode ser elaborada qualquer conclusão definitiva. Pesquisas mostram que o comportamento de descarga dos veículos sofre influência de fatores que vão além daqueles normalmente expressos nos métodos empíricos, requerendo que, em um refinamento desses, sejam considerados fatores como períodos do dia e condições climáticas (de especial interesse em controle semafórico centralizado).
7.1.2. Processo de Coleta de Dados
O procedimento de coleta de dados pareceu bastante econômico e rápido. Necessita de duas pessoas para coleta em campo (podendo ser apenas uma no caso de períodos mais curtos de coleta) e a digitalização das informações requer apenas uma pessoa. No caso de necessidade de medição do fluxo de saturação apenas, o processo de digitalização fica enormemente simplificado, uma vez que não se necessita de classificação de veículos e movimentos, nem de determinação do headway de cada veículo individual, assim o processo se torna consideravelmente mais rápido e eventuais erros, diminuídos. Acredita-se ser possível substituir o uso das câmeras da central de controle de tráfego por câmeras portáteis, como usadas em outros trabalhos, posicionando-as em locais altos como edifícios comerciais. Essa abordagem aumentaria o número de aproximações possíveis de serem contempladas em estudos deste tipo.
7.1.3. Métodos de Medição de Fluxo de Saturação
A comparação entre os métodos de medição do HCM em suas edições dos anos 1985, 1994 e 2000, que se mostram como modernos e aceitos no meio técnico, e o método assemelhado do ARRB mostrou que suas formulações e os resultados obtidos por eles não são equivalentes, podendo-se observar diferenças de até cerca de 200 veíc/h/faixa entre eles.
Considera-se que a medição do fluxo de saturação, em concordância com os conceitos apresentados no item primeiro desta seção, é feita através da razão entre o número de veículos em regime de saturação descarregados pelo total de tempo requerido para a descarga de cada um deles. Diante desse princípio, os métodos do HCM não são coerentes com a concepção do fluxo de saturação ser a taxa média de atendimento de um sistema de filas, uma vez que usam a média aritmética das taxas de descarga de vários ciclos semafóricos. Foi possível provar que o uso dessa média aritmética resulta em uma estimativa do fluxo de saturação mais alta do que aquela obtida pelo conceito assumido como correto. Foi possível mostrar que a diferença entre os resultados de medidas do fluxo de saturação com uso de médias aritméticas e o processo considerado correto é proporcional à variação observada entre ciclos. Foi possível mostrar que o uso de um instante de tempo como demarcador de início do regime saturado de descarga, o critério dos dez segundos, resulta num cálculo de uma taxa de descarga superestimada.
Diante desses achados, sugeriu-se que um método correto de medição do fluxo de saturação devia basear-se numa média harmônica dos inversos dos headways saturados de todos os veículos de todos os ciclos válidos dentro do período de interesse, sendo que o ponto delimitador do início do regime saturado deveria ser uma posição de um veículo na fila. Dessas premissas, propôs-se o método Harmônico/Posicional que atende esses critérios, baseando-se no comportamento do tráfego observado nos locais de pesquisa.
7.1.4. Método Proposto para Medição do Fluxo de Saturação
Determinou-se que o primeiro veículo a integrar o período saturado é o sexto veículo na fila em descarga, portanto a contagem de tempo da descarga de veículos deve se iniciar com o cruzamento da extremidade traseira do quinto veículo com a faixa de retenção. Determinou-se também que, usando um mínimo de 15 ciclos amostrados para a determinação do fluxo de saturação representativo de uma hora de operação, era suficiente que a fila de veículos tivesse um tamanho mínimo de seis veículos.
Usando esses critérios, o método H/P foi definido como a razão entre o número total de veículos descarregados pela soma de seus headways, contados a partir do sexto veículo, de um mínimo de 15 ciclos semafóricos dentro de um período contínuo de medição com filas de no mínimo seis veículos.
7.1.5. Variação do Fluxo de Saturação
Foi possível mostrar que condições similares de tráfego resultam em valores variáveis de fluxos de saturação. A variabilidade observada do fluxo de saturação demonstra que a estimativa de um valor para o mesmo, ou correção de um valor medido, a partir apenas do conhecimento das características da demanda pode resultar em erro considerável em relação ao valor realmente observado. Esse resultado pode explicar parte da inadequação dos planos semafóricos calculados, usando esses expedientes, quando implementados em campo. Essa variabilidade condena a prática de calibração única do SATOCC do sistema SCOOT em Fortaleza e pode explicar parte da necessidade de uso de conjuntos de parâmetros operacionais próprios para diferentes horários do dia. Essa prática de calibração única, frente à variação encontrada, deve ainda degradar a velocidade de resposta às mudanças das condições diárias de tráfego.