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Como já anteriormente foi colocado, há muita diversidade e quantidade de ferramentas para análise de tráfego. USDOT (2004) apresenta uma listagem de ferramentas de análise de tráfego (VOLUME II, APÊNDICE E: “TRAFFIC ANALYSIS TOOLS BY CATEGORY”) classificadas nas seguintes categorias:

Ferramentas para Planejamento/ Esboço. Modelos de Demanda de Viagens.

Ferramentas Analíticas/Determinísticas (metodologia do HCM). Ferramentas de Otimização do Tráfego.

Modelos Microscópicos de Simulação do Tráfego. Modelos Macroscópicos de Simulação do Tráfego. Modelos Mesoscópicos de Simulação do Tráfego.

USDOT (2004) define cada uma dessas sete categorias de ferramentas:

Ferramentas para Planejamento / Esboço: Produzem estimativas de demanda e de operação do tráfego de ordem geral como reação às melhorias no transporte. Permitem a avaliação de projetos específicos ou de alternativas sem aprofundar na análise técnica. São usadas para preparar orçamentos preliminares e propostas, e não são consideradas como um substituto para análises mais detalhadas, necessárias para a execução do projeto.

Modelos de Demanda de Viagens: Os modelos da demanda de viagens têm potencialidades de análise específicas, tais como a previsão da demanda de viagens, do tipo de modalidade de transporte, da hora e dia da viagem, da rota e da representação do fluxo de tráfego na rede viária. São modelos matemáticos que prevêem a demanda futura de viagens baseada em circunstâncias atuais, e projeções futuras de características de moradias e de mercado de trabalho. Os modelos da demanda de viagens foram desenvolvidos originalmente para determinar os benefícios e o impacto de melhorias de corredores viários em áreas metropolitanas.

Ferramentas Analíticas/Determinísticas (Metodologia HCM): A maioria das ferramentas Analíticas/Determinísticas implementa os procedimentos do Highway Capacity Manual (HCM). Os procedimentos do HCM são fechados (closed-form), macroscópicos, determinísticos, e possuem procedimentos estatísticos que estimam a capacidade e medidas de desempenho para determinar o nível de serviço (tais como densidade, velocidade e atrasos). São fechados porque não são iterativos. O usuário coloca os dados e parâmetros, e, depois de uma seqüência de etapas analíticas, o método HCM produz uma única resposta. Além do mais, o método HCM é macroscópico (entrada e saída tratada com a média de desempenho do período de 15 minutos ou uma hora), determinístico (qualquer arranjo dado para as entradas produzirão a mesma resposta) e estático (predizem

as condições médias de operação sobre um período de tempo fixo e não tratam de transições em operações de um estado do sistema para outro). Portanto, estas ferramentas prevêem rapidamente capacidade, densidade, velocidade, atrasos e filas numa variedade de facilidades de transporte e são validadas com dados do campo, testes de laboratório, ou experiências em modelos reduzidos. Ferramentas Analítico-Determinísticas são adequadas para a análise do desempenho de facilidades de transporte isoladas ou em escala pequena; contudo, são limitadas na habilidade de analisar efeitos em redes ou sistemas de transportes.

Ferramentas de otimização semafóricas: Da mesma forma que as ferramentas analíticas/ determinísticas, as ferramentas de otimização semafóricas são baseadas principalmente no método HCM. As ferramentas de otimização semafóricas são projetadas de início para desenvolver fases e planos de tempos otimizados para interseções semaforizadas isoladas, vias arteriais, ou redes semafóricas. Isto inclui cálculos da capacidade, comprimento do ciclo, otimização dos intervalos de tempos, planos de coordenação e defasagem.

Modelos Macroscópicos de Simulação do Tráfego: Os modelos de simulação macroscópicos são baseados nas relações determinísticas do fluxo, velocidade e densidade da corrente de tráfego. A simulação em um modelo macroscópico acontece de seção a seção do tráfego, em vez de seguir veículos individualmente. Os modelos macroscópicos exigem menos requisitos computadorizados em relação aos modelos microscópicos. Entretanto, não têm a habilidade de analisar melhorias do transporte no mesmo nível de detalhe dos modelos microscópicos.

Modelos Mesoscópicos de Simulação do Tráfego: Os modelos mesoscópicos de simulação combinam as propriedades de modelos microscópicos (discutidos a seguir) e macroscópicos de simulação. Como nos modelos microscópicos, a unidade do fluxo de tráfego para os modelos mesoscópicos é o veículo individual. De forma análoga aos modelos microscópicos, a unidade do fluxo de tráfego é o veículo individual, e os modelos de simulação mesoscópicos atribuem tipos de veículos e comportamento dos motoristas, assim como seu relacionamento com as características da via. Seus movimentos, contudo, seguem as atribuições dos modelos macroscópicos, sendo orientados pela média de velocidade no trecho do trajeto.

Modelos Microscópicos de Simulação do Tráfego: Os Modelos microscópicos de simulação simulam os movimentos dos veículos individuais baseados nas teorias de car-following e lane-changing. De forma típica, os veículos entram numa rede de transportes usando uma distribuição estatística de chegadas (um processo estocástico) e são seguidos através da rede em pequenos intervalos de tempo

(como um segundo ou uma fração de segundo); após a entrada, a cada veículo é atribuído um destino, um tipo de veículo e um tipo de motorista. Em muitos modelos de simulação microscópicos, as características operacionais de tráfego de cada veículo são influenciadas pela inclinação vertical, pelas curvas horizontais e superelevação desenvolvida em pesquisa prévia. O tempo de processamento e a capacidade de memória requerida dos computadores são significativos, limitando muitas vezes o tamanho da rede e o número de processamento das simulações que podem ser executadas.