Estimador de filas em vias semaforizadas utilizando detector a laço indutivo

Abstract

O tamanho da fila ou o número de veículos em uma via são medidas fundamentais em engenharia de tráfego, uma vez que são usados em estratégias de controle de tráfego, porém são difíceis de obter diretamente. Assim, tipicamente, essas quantidades são estimadas a partir de valores de ocupação e/ou fluxo obtidos por meio de detectores instalados nas vias. Detectores a laço indutivo são os mais utilizados e alguns dos métodos de estimação propostos na literatura requerem até três laços instalados em diferentes posições da via. Em função dos custos de instalação e manutenção, há a preferência por métodos que necessitem apenas de um laço. O método de estimação que foi proposto para uso com a estratégia de controle Traffic-responsive Urban Control (TUC) fornece o número médio de veículos da via em um ciclo baseado nas medidas de ocupação de um laço detector nela instalado. O estudo que gerou o método foi realizado em um simulador macroscópico de tráfego e para uma único cenário. Avalia-se neste trabalho este e outros métodos que utilizam a detecção via laço indutivo em um microsimulador de tráfego levando em consideração várias variáveis como o comprimento da via, posição do laço detector, e proporção entre tempo de verde e tempo de ciclo. Os resultados revelam que os métodos estudados possuem algumas limitações que precisam de tratamento adequado para sua utilização. A partir desse estudo, é feita uma proposta de modelo de estimativa determinística de filas baseada em um diagrama espaço-tempo e que utiliza dados fornecidos por um único detector, para o caso sem fila residual ao final do ciclo. O modelo proposto foi simulado e comparado com os métodos estudados e apresentou resultados com menores erros de estimação para as condições testadas, mostrando-se viável para a estimação da fila.

Abstract : Queue length or the number of vehicles on a link are fundamental measures in traffic engineering, since they are used in traffic control strategies, but they are difficult to obtain directly. Thus, typically, these quantities are estimated from occupancy and/or flow values obtained by detectors installed on the link. Inductive loop detectors are the most used and some of the estimation methods proposed in the literature require up to three loops installed at diferent link positions. Due to the costs of the installation and maintenance, there is preference for methods that only require one loop. The estimated method that has been proposed for use with the Traffic-responsive Urban Control (TUC) control strategy provides the average number of vehicles of the link in a cycle based on occupancy measurementes of a loop detector installed on it. The study that generated the method was carried out in a macroscopic simulator of traffic and for a single scenario. In this work we evaluate this method and some other methods that use inductive loop detection in a traffic microsimulator taking into account several variables such as link length, detector loop position, and ratio of green time and cycle time. The results reveal that the methods studied have some limitations that need adequate treatment for their use. From this study, a deterministic model proposal of queues based on a space-time diagram and using data provided by a single detector, is made for the case without residual queue at the end of the cycle. The proposed model was simulated and compared with the methods studied and presented results with smaller estimation errors for the tested conditions, showing up feasible for the queue estimation.