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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84502| Tipo: | Tese |
| Título: | Modelagem do impacto das motocicletas na fluidez do tráfego de interseções semaforizadas de Fortaleza |
| Autor(es): | Araújo, Alessandro Macedo de |
| Orientador: | Castro Neto, Manoel Mendonça de |
| Palavras-chave em português: | Interseção semaforizada;Headway de saturação;Tempo perdido inicial;Visão computacional;YOLO;StrongSORT;Ruas e avenidas - Fortaleza;Trânsito - Fluxo - Fortaleza;Motocicletas - Fortaleza |
| Palavras-chave em inglês: | Signalized intersections;Saturation headway;Start-up lost time;Computer vision;YOLO;StrongSORT;Streets and avenues;Traffic flow - Fortaleza;Motorcycles - Fortaleza |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE TRANSPORTES |
| Data do documento: | 2025 |
| Citação: | ARAÚJO, Alessandro Macêdo de. Modelagem do impacto das motocicletas na fluidez do tráfego de interseções semaforizadas de Fortaleza. 2025. 208 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Transportes) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumo: | Apesar do expressivo crescimento do uso de motocicletas nas cidades brasileiras e em diversos países em desenvolvimento, os modelos de tráfego ainda carecem de representações adequadas desse modo de transporte. Entre os principais desafios está a modelagem do comportamento de infiltração das motos em filas nas interseções semaforizadas e seus efeitos sobre a fluidez do tráfego. Esta pesquisa teve como objetivo principal modelar os impactos das motocicletas na fluidez do tráfego em interseções semaforizadas de Fortaleza. Foram definidos três objetivos específicos: (i) propor um procedimento automatizado de coleta de trajetórias veiculares por meio de visão computacional; (ii) definir as variáveis capazes de representar os efeitos das motocicletas na fluidez do tráfego em interseções semaforizadas de Fortaleza; e (iii) estimar e analisar tais efeitos com base em dados reais. A coleta de dados foi realizada a partir de filmagens aéreas com drones, utilizando o detector de objetos YOLOv10 e o algoritmo de rastreamento StrongSORT. Mecanismos de correção automática foram implementados para compensar deslocamentos da câmera provocados por instabilidades do voo. Os estudos de caso contemplaram interseções semaforizadas de duas vias arteriais de Fortaleza: a Av. Carapinima (com e sem área exclusiva para motos, a motobox) e a Av. Bezerra de Menezes (com motobox). O desempenho da ferramenta de visão computacional foi satisfatório para as classes mais representativas e visualmente distintas (carros, motos e caminhões), e mais limitado para ônibus, vans, bicicletas e pedestres. A validação da ferramenta, por meio da comparação com a coleta manual via software RUBA, indicou alta acurácia e diferenças desprezíveis (≤ 0,1 s) nos tempos de passagem dos veículos e nos headways. Na modelagem estatística dos headways dos primeiros veículos, observou-se que a presença de motos à frente do 1o veículo e entre veículos longitudinalmente foi significativa, ao passo que as motos no corredor virtual mostraram impacto nulo ou reduzido. Os fatores de equivalência veicular das motos estimados variaram entre 0,07 e 0,09 motos/ucp, refletindo o efeito médio de todas as motos que atravessam a faixa de retenção, inclusive aquelas sem interação direta com outros veículos, o que justifica esses valores terem sido significativamente inferiores aos relatados na literatura. Como contribuição científica, o estudo avança na modelagem de tráfego urbano multimodal, especialmente em contextos com volume expressivo de motos. Do ponto de vista prático, os resultados fornecem subsídios para a análise de capacidade e nível de serviço de interseções semaforizadas, podendo ser incorporados a modelos tradicionais de tráfego e apoiar decisões nos níveis estratégico, tático e operacional, tornando suas análises mais realistas e confiáveis. |
| Abstract: | Despite the significant growth in motorcycle usage in Brazilian cities and several other developing countries, traffic models still lack proper representation of this transport mode. One of the main challenges lies in modeling motorcycle infiltration behavior in queues at signalized intersections and its effects on traffic flow. This research aims to model the impacts of motorcycles on traffic flow at signalized intersections in Fortaleza, Brazil. Three specific objectives were pursued: (i) to propose an automated vehicle trajectory data collection procedure using computer vision; (ii) to define variables capable of representing the effects of motorcycles on signalized intersection traffic flow; and (iii) to estimate and analyze such effects based on real data. Data collection was carried out using drone-based aerial footage, applying the YOLOv10 object detector and the StrongSORT tracking algorithm. Automatic correction mechanisms were implemented to compensate for camera displacements due to flight instability. Case studies included intersections on two arterial roads in Fortaleza: Av. Carapinima (with and without exclusive motorcycle waiting areas, or ―motoboxes‖) and Av. Bezerra de Menezes (with motobox). The computer vision tool showed satisfactory performance for the most representative and visually distinct vehicle classes (cars, motorcycles, and trucks), and more limited accuracy for buses, vans, bicycles, and pedestrians. Validation against manual data collection using the RUBA software indicated high accuracy, with negligible differences (≤ 0.1 s) in vehicle passing times and headways. In the statistical modeling of headways for the first vehicles in the queue, the presence of motorcycles ahead of the first vehicle and between vehicles longitudinally was statistically significant, whereas motorcycles in the virtual corridor showed null or minimal impact. The estimated passenger car equivalents (PCEs) for motorcycles ranged from 0.07 to 0.09 motorcycles/PCE, reflecting the average effect of all motorcycles crossing the stop line, including those with no direct interaction with other vehicles — thus explaining the lower values compared to the literature. Scientifically, this study advances the modeling of multimodal urban traffic, particularly in contexts with high motorcycle volumes. From a practical standpoint, the findings support capacity and level of service analyses at signalized intersections and can enhance traditional traffic models, enabling more realistic and reliable analysis for decision-making at strategic, tactical, and operational levels. |
| Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84502 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/9963504216639090 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-6317-4863 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/5179992260458803 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DET - Teses defendidas na UFC |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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