Mecânica

Trânsito terá controle de semáforos em tempo real

Criar um sistema de controle de tráfego que facilite o fluxo de veículos, diminuindo congestionamentos e o tempo de espera em semáforos é um desafio para as cidades.

Para colaborar com soluções para esta problemática, há mais de oito anos um grupo de pesquisa do Departamento de Automação e Sistemas da UFSC trabalha em um projeto pioneiro no Brasil, desenvolvendo tecnologias capazes de controlar o trânsito em tempo real.

Controle de tráfego em tempo real

O Projeto de Controle de Tráfego por Área em Tempo Real (Contreal), coordenado pelo professor Werner Kraus Junior, criou softwares que adaptam os semáforos ao fluxo de veículos de forma automática e instantânea, com base na medição do tráfego feita por sensores instalados nas vias. O sistema evita retenções desnecessárias, proporcionando economia de combustível e tempo, e ajusta-se de forma autônoma a situações inesperadas, como acidentes de trânsito.

De acordo com o professor, o controle em tempo real surge como uma alternativa ao sistema de planos fixos, em que os tempos dos semáforos são programados de acordo com a hora do dia, com base em contagens manuais do tráfego. Esta solução tradicional, segundo Werner, limita o desempenho da operação viária, já que as condições de trânsito não dependem somente do horário, mas também de fatores como o crescimento da frota e condições meteorológicas, acidentes e eventos ? situações que não são previstas nos planos. Além disso, os dados obtidos nas contagens se tornam obsoletos com o tempo, sendo necessárias constantes atualizações.

Colaboração universidade-empresa

A UFSC é única universidade do Brasil a possuir um núcleo de pesquisa que atua ao mesmo tempo no desenvolvimento de técnicas de controle, equipamentos e centrais de tráfego. O impulso inicial foi dado no ano 2000, quando Werner Kraus firmou parceria com a Brascontrol, empresa brasileira que desde 1992 atua na área de controle de tráfego, fabricando equipamentos como radares, lombadas eletrônicas e controladores de trânsito.

Vislumbrando a possibilidade de colocar em prática o conhecimento adquirido a partir de estudos teóricos feitos na universidade sobre planos para os semáforos em tempo real, o acordo propôs o desenvolvimento de tecnologias capazes de serem implementadas em grandes cidades, perspectiva também de forte interesse para a Brascontrol. "Ter um controle em tempo real é o sonho de toda empresa que trabalha com trânsito", diz Waldir José Nobre, diretor da companhia.

Por conta dessa parceria, os estudos sobre sistemas de controle de tráfego no Departamento de Automação e Sistemas cresceram consideravelmente. Até este ano, foram desenvolvidas seis dissertações, duas teses e mais de 15 trabalhos de iniciação científica relacionados ao tema. Atualmente fazem parte do projeto cinco professores, dois engenheiros, cinco alunos de graduação, um mestrando e dois doutorandos.

Colaboração universidade-universidade

Um marco para o projeto foi o ano de 2004, quando o núcleo de pesquisa fez contato com o professor Markos Papageorgiou, renomado pesquisador da Universidade Tecnológica de Creta (Grécia) na área de controle de tráfego em tempo real. No ano seguinte, um convênio firmado com o especialista forneceu ao grupo da UFSC fundamentos teóricos para definir a linha conceitual do trabalho, além de um software que foi incorporado ao sistema brasileiro.

Visão global da malha viária

A abordagem usada pelo grupo leva em conta uma visão global da malha viária. Com base em medições de sensores de toda uma região de tráfego, o sistema é capaz de decidir qual ação deve ser tomada em cada cruzamento. "Essa proposta de controle simplifica o tratamento dado às medições do trânsito, tornando mais robustas as decisões de controle em face de problemas isolados de detectores de veículos", explica Werner.

Ondas verdes

Segundo o professor, uma importante modificação desenvolvida na UFSC em relação ao estudo original de Markos Papageorgiou foi a inclusão das "ondas verdes" no método de controle. O sistema permite à central especificar quais corredores arteriais terão sincronismo máximo para a passagem de pelotões de veículos. "O método resultante é o único no mundo que calcula em tempo real as melhores ondas verdes para uma dada situação de tráfego", afirma.

Os benefícios são medidos em relação à eficácia na diminuição do tempo de viagem dos motoristas. O controle em tempo real reduz entre 15% e 20% o atraso e o número de paradas dos veículos, em comparação com sistemas de planos fixos bem ajustados. "Como existem muitas situações em que os planos fixos não estão programados de acordo com as reais necessidades do trânsito local, esperamos ganhos ainda maiores com a implantação do tempo real", adianta Werner.

Mais uma vantagem do projeto é seu baixo custo. O pesquisador afirma que a comunicação entre controladores e central, feita via celular, é mais econômica, pois o uso da tecnologia GPRS/GSM tem custo de implantação e manutenção menor do que o uso de infra-estrutura de fios e cabos para comunicação entre modens convencionais.

Funcionamento do Sistema Contreal

  • No pavimento das vias são colocados sensores capazes de contar o número de veículos em trânsito.
  • Esses sensores contêm um circuito eletrônico, o "detector eletrônico", que tem sua freqüência de ressonância alterada na presença de veículos, devido à massa metálica destes.
  • Os dados de contagens de tráfego são enviados à central de controle a cada ciclo semafórico, que dura de um a dois minutos.
  • Com os dados do tráfego, a central calcula em tempo real os tempos semafóricos para a região controlada.
  • A comunicação entre controladores e central é feita via celular, usando a tecnologia GPRS/GSM.




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