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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2019.tde-23012019-011508
Documento
Autor
Nome completo
Gustavo Riente de Andrade
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2018
Orientador
Banca examinadora
Ferraz, Antonio Clóvis Pinto (Presidente)
Elefteriadou, Ageliki
Sampson, William Miller
Setti, Jose Reynaldo Anselmo
Srinivasan, Sivaramakrishnan
Steiner, Ruth Lorraine
Título em inglês
Relationship between traffic operations and road safety
Palavras-chave em inglês
Crash severity
Crashes
Expressways
Modeling
Operations
Urban arterials
Resumo em inglês
Since before the release of the Highway Safety Manual research has been indicating the need to incorporate mobility and control aspects to road safety analysis. The first part of this work developed and implement in an existing computational engine a signal timing optimization method that considers mobility, safety, and emissions measures simultaneously. A sensitivity analysis was conducted to provide insight on the practical effects and order of relevance of 20 key input variables. Mobility improvement performance usually coincides with emissions improvements, but sometimes at the expense of safety. The second part of this work investigated the relationship between hourly traffic density and crash rates on Brazilian expressways with different characteristics, based on a database containing over 20,000 crashes and more than 35 million traffic volume observations and. The resulting curves for urban expressways follow a U shape, with minimum values associated with LOS B to C, while the relationships for rural expressways were found to be continuously increasing, suggesting that low volume rural roads are safer than the higher volume ones. The analysis of other influencing factors revealed that nighttime conditions, weaving segments and urban multilane highways could be related to higher crash rates. The third part of the project extends the analysis to crash severity modeling, using an ordered response choice model. The framework that better fit this database led to the development of two different models: single-vehicle crashes (SV) and multiple-vehicle crashes (MV), since the factors that explain the severity of crashes varies widely between these models. For instance, guardrails and barriers proved to effectively reduce severity for SV crashes, for which run-offs are the most severe crash type. The unique database used in this study also allowed for an investigation of the influence of prevailing traffic conditions on crash severity, while still controlling for all other factors. The results suggested that multiple-vehicle crash severity is negatively related with traffic density, while single-vehicle crashes are more closely related to speed. The findings of this work have implications to policy and design decisions, and the produced equation could be incorporated to active traffic management (ATM) and HCM reliability analysis.
Título em português
Relações entre a operação de tráfego e segurança viária
Palavras-chave em português
Acidentes
Modelagem
Operação
Rodovias de pista dupla
Severidade
Vias arteriais
Resumo em português
Desde antes da publicação do Highway Safety Manual, vários pesquisadores indicam a necessidade de se incorporar aspectos de operação de tráfego à análise de segurança viária. A primeira parte deste trabalho desenvolveu e implementou em uma ferramenta computacional existente um método de otimização de tempos semafóricos que considera medidas de desempenho de operação, segurança e emissões simultaneamente. Uma análise de sensibilidade foi realizada para produzir conhecimento sobre os efeitos práticos e a ordem de relevância de 20 variáveis de entrada principais. O desempenho da programação semafórica em termos de redução dos atrasos geralmente coincide com redução das emissões, embora às vezes às custas da segurança. A segunda parte deste trabalho investigou a relação entre a densidade horária de tráfego e as taxas de acidentes em autoestradas e rodovias de pista dupla brasileiras com características diversas, com base em um banco de dados contendo mais de 20.000 registros de acidentes e mais de 35 milhões de observações de tráfego. As curvas resultantes para rodovias urbanas seguem um formato em U, com valores mínimos associados aos níveis de serviço B a C, enquanto que as relações para as rodovias rurais são contínuas e crescentes, sugerindo que rodovias rurais de baixo volume são mais seguras do que as de maior volume. A análise de outros fatores revelou que condições noturnas, segmentos de entrelaçamento e rodovias de pista dupla convencionais urbanas estariam relacionadas a maiores taxas de acidentes. A terceira parte deste projeto amplia a análise para modelagem de severidade dos acidentes, usando um modelo de escolha discreta ordenado. A estrutura que melhor se adequa a esse banco de dados levou ao desenvolvimento de dois modelos diferentes: acidentes com um veículo e acidentes com múltiplos veículos, já que os fatores que explicam a severidade dos acidentes variam muito entre esses modelos. Por exemplo, defensas e barreiras se mostraram efetivas para a redução da severidade de acidentes com um veículo, para as quais a saída de pista é o tipo de acidente mais grave. O amplo banco de dados usado neste estudo também permitiu uma investigação da influência das condições de tráfego na severidade do acidente, em comparação com todos os outros fatores. Os resultados sugeriram que a severidade de acidentes de múltiplos veículos está negativamente relacionada com a densidade de tráfego, enquanto colisões com um único veículo estão mais relacionadas à velocidade. As descobertas deste trabalho têm implicações nas decisões sobre políticas e projetos de transportes, e a equação produzida pode ser incorporada à análise de confiabilidade do gerenciamento ativo do tráfego (ATM) e do Highway Capacity Manual.
 
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Data de Publicação
2019-01-28
 
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