Tempo de Percepcao e Reacao - Int Semaforizadas - Anpet 2013

7/25/2019 Tempo de Percepcao e Reacao - Int Semaforizadas - Anpet 2013

1/10

TEMPO DE PERCEPO E REAO DOS MOTORISTAS EM INTERSEESSEMAFORIZADAS

Luiz Afonso Penha de Sousa

Paulo Cezar Martins Ribeiro

Programa de Engenharia de Transportes- COPPE/UFRJ

RESUMOEste artigo tem por objetivo determinar o Tempo de Percepo e Reao (TPR) dos motoristas para acionar ofreio diante do aspecto amarelo em intersees semaforizadas. Essas informaes so utilizadas, entre outrasaplicaes, no clculo do tempo de amarelo dos semforos. Esse estudo se faz necessrio devido falta de

pesquisas no mbito nacional, fazendo com que sejam empregados os valores encontrados em pesquisasestrangeiras, que podem no refletir a realidade do pas devido diferena cultural dos condutores, tipos deveculo e condies da pista. Sendo assim, foram coletados dados de quatro intersees na cidade do Rio deJaneiro e atravs de softwares, os dados foram tratados e comparados com aqueles encontrados na reviso

bibliogrfica. Os resultados sugerem que seja adotado o valor de 1,3 segundos para o TPR.

ABSTRACTThis work aims to find Perception-Reaction Times (PRT) of drivers at the yellow aspect in signalizedintersections. This information is used, among other applications, to calculate the of yellow time interval. Theimportance of this study is to fill the lack of research at national Brazilian level, which forces the use of valuesgathered in research in other countries, which may not reflect the reality of Brasil, due to several differences ofdrivers, vehicle types and street conditions. Thus, data were collected from four intersections in the city of Riode Janeiro and by the use of specific software, these data were processed and compared with those found in theliterature review. The results suggest that it is adopted the value of 1.3 seconds for PRT.

1. INTRODUOEstudar o comportamento do motorista em intersees semaforizadas fundamental parareduzir a probabilidade de acidentes. Entre as variveis envolvidas nesse processo, est o

Tempo de Percepo e Reao (TPR), que pode ser definido como o tempo que o condutornecessita para, a partir do momento em que visualiza uma situao, aplicar uma reao.Homburger (2003) descreveu o processo no qual o condutor avalia e reage a uma ao emquatro etapas:

1 Percepo: instante em que o motorista visualiza um objeto na rodovia ou um sinal dealerta;2 Identificao: etapa onde identificado o objeto percebido na etapa anterior;3 Emoo: o condutor decide que reao ir ser tomada; por exemplo, pisar nos freios, mudarde faixa, desviar do objeto ou ainda cruzar a interseo;4 Reao: a etapa na qual o motorista executa a ao decidida durante a etapa de emoo.

Nesse estudo, a percepo a mudana da luz verde do semforo para a amarela. Aidentificao o momento em que o condutor constatou essa troca. No 3 passo, o motoristaanalisa e decide qual atitude ir ser tomada e a ltima etapa a execuo da escolha feita nafase anterior. O perodo de tempo necessrio para ocorrer todo esse processo o Tempo dePercepo e Reao.

Na engenharia de trfego, o TPR tem aplicabilidade direta no clculo das distncias deparada, no dimensionamento do tempo de amarelo e no clculo da extenso da zona dedilema. A variao do TPR em apenas 0,5 segundos aumenta consideravelmente a distncia

de parada necessria para um processo de frenagem seguro (Caird et al., 2007) enquanto a


2/10

utilizao de valores insuficientes ocasiona em tempos de amarelo curtos e, portanto, aumentaa possibilidade de acidentes nas intersees.

Aps a reviso na literatura sobre o tema, no foram encontrados estudos realizados no Brasil

para determinar o TPR. Dessa forma, a nica alternativa dos profissionais da rea deengenharia de trfego tem sido utilizar informaes obtidas atravs das pesquisas em outrospases, o que pode no refletir uma situao real, tendo em vista que o comportamento doscondutores sofre influncia de fatores como cultura, educao, caractersticas dos veculosutilizados e ainda as condies das vias.

Diante desse cenrio, o objetivo dessa pesquisa determinar o tempo necessrio para ocondutor iniciar o processo de frenagem diante do incio do tempo de amarelo em umainterseo semaforizada. O artigo tambm busca verificar a influncia da posio do veculoem relao linha de reteno nos valores encontrados para o TPR.

2. ESTADO DA ARTEGreen (2000) apudRakha et al.(2007) classificou as metodologias usadas para determinar osvalores do TPR em 3 tipos: simulao, vias monitoradas e observao. De acordo com Rakhaet al. (2007), na primeira, costuma-se encontrar mdias baixas, pois o motorista possui ummenor campo de viso, imagens simplificadas e cenrio limitado. Segundo o mesmo autor,em vias monitoradas tambm so produzidos valores menores, pois o condutor costuma estarmais alerta comparado com as vias em condies normais. Na ltima, observao em campo,os resultados encontrados possuem maior validade devido diminuio das influnciasexternas, porm nesse mtodo ocorrem limitaes, uma vez que nem sempre possvelavaliar a influncia de variveis especficas como o gnero e a idade dos condutores.Entretanto, em pesquisas anteriores (Colella, 2008), no foram observadas diferenassignificativas entre TPR entre os grupos mencionados.A Tabela 1 apresenta o resumo das pesquisas encontradas na bibliografia e a metodologiautilizada para obteno dos valores de TPR.


3/10

Tabela 1:Resumo da reviso bibliogrfica sobre TPR

EstudoTipo deEstudo

TPRMdio (s)

Intervalo deVariao (s)

Mediana(s)

85

PercentilGazis et al. (1960) Observao

em campo

1,14 0,62,4 1,10 1,50

Crawford(1962)

Experimental,pista de testes

- 0,81,85 - -

Wortman eMatthias(1985)

Observaoem Campo 1,30 1,091,55 - 1,80

Chang et al.(1985)

Observaoem Campo

1,3(V64km/h)

0,701,55

1,10(V64km/h)

1,90

Mussa et al.(1996)

Experimental(simulador)

1,16 - - -

Caird et al.(2005)Experimental(simulador)

0,96 0,502,20 0,92 1,22

Colella (2008)Experimental,pista de testes

0,64(55m)0,86

(111m)

- -0,8 (55m)

1,1 (111m)

Fonte: Sousa (2011).

De uma forma geral, o valor mdio encontrado na literatura para o TPR ficou prximo de 1,0segundo, o mesmo sugerido pelo ITE (1994) para o dimensionamento do tempo de amarelo.Entretanto, necessrio registrar algumas divergncias verificadas na bibliografia sobre essetema, principalmente sobre a influncia da idade e gnero do condutor do veculo no TPR.

importante registrar que em todos os exemplos encontrados na reviso bibliogrfica,independente da metodologia aplicada (simulao ou observao), a pesquisa no foirealizada no Brasil. Nesse aspecto, esse trabalho permite verificar se h ou no diferenasentre o comportamento do motorista brasileiro e o de outros pases.

3. OBTENO DOS DADOS

3.1. MetodologiaOs Tempos de Percepo e Reao foram registrados a partir do momento em que inicia otempo de amarelo no semforo at o acionamento do freio pelo motorista do primeiro veculoa parar na linha de reteno. Essa verificao foi realizada atravs do programa Microsoft

Expression Encoder 3.0, pois no mesmo possvel executar o vdeo em pequenos intervalosde tempo, permitindo detectar o momento exato em que surge tanto a luz amarela dosemforo como a luz de freio na lanterna traseira do veculo que se aproxima da linha dereteno.


4/10

A metodologia adotada para obteno dos dados foi semelhante utilizada por Liu et al.(2006), Gates et al. (2007) e Li (2009), com exceo do programa para executar o vdeo.

Nesse tipo de procedimento adotado no possvel conhecer a idade e o gnero doscondutores, pois os mesmos no podem ser visualizados e no foram identificados

preliminarmente. Os seguintes dados foram obtidos a partir das gravaes:

Tempo no vdeo no instante em que surge o sinal amarelo; Tempo no vdeo no instante em que surge a luz de freio; Distncia da linha de reteno no instante em que surge o sinal amarelo.

Para a coleta de dados, no foram considerados os tempos de percepo e reao dos veculosque distavam, no instante do surgimento do amarelo, mais de 120 metros da linha de reteno,

pois uma grande parcela dos condutores desses veculos opta para iniciar o processo defrenagem atravs da retirada do pedal do acelerador (Caird et al., 2007), utilizando muitasvezes o chamado freio - motor do veculo para executar a ao de frenagem, acionando o freiosomente em um momento posterior. Em todo o processo, somente foram coletados os dadosdo primeiro veculo a parar na linha de reteno.

3.2.Escolha das InterseesFoi selecionado um total de quatro intersees semaforizadas localizadas em pontos diferentesda cidade do Rio de Janeiro. Todas as vias podiam ser visualizadas a partir do sistema decmeras da Companhia de Engenharia de Trfego. A escolha desses locais para a coleta dedados seguiu a recomendao de Bonneson apudGates et al.(2007),que so:

Vias com diferentes tipos de velocidade de aproximao;

Ciclos semafricos variados; Tempos de amarelo distintos; Locais onde no haja congestionamentos; Locais com diferentes volumes de trfego.

Alm desses fatores, para evitar que o comportamento do motorista sofresse influncia dealguma caracterstica especfica do local, foram evitadas as intersees que apresentavam

paradas de nibus ou vans, pavimentao deficiente, presena de medidas moderadoras detrfego, entrada e sada de veculos, uma nica faixa de trfego e dispositivos de fiscalizaode avano de sinal vermelho. A Tabela 2 apresenta as principais caractersticas das vias

principais das intersees escolhidas.


5/10

Tabela 2: Caracterstica das Intersees

CaractersticasVia*

1 2 3 4Nmero de faixas 3 3 4 3Largura da Pista [m] 9,90 9,60 12,60 9,60Tempo de amarelo [seg] 4 3 4 4Tempo de ciclo [seg] 150 120 140 110Velocidade regulamentada[km/h]

70 60 60 60

*Dados da via principal.

3.3. Gravao dos Vdeos

A Prefeitura da cidade do Rio de Janeiro possui implantado o sistema de controle de trfegopor rea (CTA) que tem por funo monitorar e controlar em tempo real parte dos semforosda cidade a partir de computadores localizados no centro de controle. Aps selecionar asintersees, as cmeras foram focadas de forma a tornar possvel observar a linha de reteno,o sinal semafrico e ainda um trecho considervel da via. Geralmente, para que todos essesrequisitos sejam atendidos, a cmera deve estar em uma posio elevada, conforme mostra aFigura 1.

Figura 1: Viso a partir de uma cmera da Prefeitura do Rio de Janeiro

Entretanto, devido ao ngulo existente entre a linha de viso da cmera e a superfcie dopavimento, a distncia do veculo linha de reteno no vdeo pode no representar a


6/10

distncia real em campo. Portanto, foram marcados pontos de referncia na via parapossibilitar a medio real das distncias no vdeo. Desde que a distncia linha de retenoseja conhecida, podem ser utilizados cones, linhas demarcadoras de trfego ou ainda qualquer

pintura realizada na via. Esses pontos de referncia so necessrios para que sejam traadas

linhas perpendiculares via que serviro como base para determinar a distncia do veculo linha de reteno no inicio do processo de frenagem.

As linhas foram traadas utilizando o recurso print screen novdeo gravado no instante emque no h nenhum veculo se aproximando da interseo. A partir do arquivo imagemgerado, foi utilizado o programa AutoCad 2010 para traar as linhas transversais via.Posteriormente, atravs do programaMicrosoft Expression Encoder 3.0, o arquivo imagem adicionado como mscara, sendo possvel executar o vdeo gravado e visualizar as linhas

simultaneamente, conforme mostra a Figura 2, que apresenta o layout do programa.

Figura 2:Layout do programaMicrosoft Expression Encodercom um trecho da via

4. APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOSOs resultados representam os valores somente para veculos do tipo automveis, distribudosem funo da distncia da linha de reteno no momento que surge a luz amarela (ver Figura3). Foi observado um total de 146 automveis nas quatro intersees abordadas, e asdistribuies de frequncia simples e acumuladas dos TPR observados so mostradas nasFiguras 4 e 5, respectivamente.


7/10

Figura 3:Distribuio do TPR em todas as intersees (n = 146)

Figura 4: Frequncia do Tempo de Percepo e Reao em todas as intersees(n = 146)

y = 0,0088x + 0,5099

R = 0,7278

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

0,00 25,00 50,00 75,00 100,00 125,00

TPR(s)

Distncia linha reteno (m)

TPR Todas Intersees

0

5

10

15

20

25

30

35

0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2

FREQUNCIA

TPR (s)

Frequencia do TPR em todas intersees


8/10

Figura 5:Frequncia acumulada do TPR em todas as intersees (n = 146)

Os principais valores obtidos para o tempo de percepo e reao esto apresentados naTabela 3.

Tabela 3: Principais resultados encontrados para o TPR dos automveisAproximao Amostra Mdia 85 Percentil Desvio Padro

1 - Av. Atlntica 35 1,1 1,2 0,172Av. 24 de maio 36 1,0 1,2 0,203Av. Pres. Vargas 38 1,0 1,2 0,214Av. D. Hlder 37 1,2 1,3 0,33

Total 146 1,1 1,3 0,25

Os resultados apresentados na Figura 3 demonstram que conforme mais prximo o condutorestiver da linha de reteno menor o tempo de percepo e reao para iniciar o processo de

frenagem. A anlise global de todos os veculos observados mostrou uma relao linearsatisfatria entre o TPR e a distncia do veculo linha de reteno no momento em que surgea indicao do amarelo. O coeficiente de determinao (R) dessa regresso linear foi de0,727 (ver Figura 3). Entre as intersees, sob o ponto de vista da engenharia de trfego, nohouve diferenas significativas dos resultados encontrados, apenas a mdia dos tempos de

percepo e reao das intersees dois e trs foram relativamente inferiores. Uma hiptesepara esse fato pode ser o maior fluxo de veculos nessas vias.

O menor valor encontrado foi de 0,6 segundos, encontrado cinco vezes, e o maior de 2segundos com apenas uma ocorrncia. No foram encontrados valores maiores para o TPR

provavelmente devido limitao imposta para selecionar a amostra (somente veculos a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2

PORCENTAGEM

TPR (s)

% acumulada


9/10

menos de 120 m da linha de reteno). Foi observado que o valor de 1,3 segundos representao 85 percentil da amostra.

necessrio registrar que os valores encontrados nesse trabalho, considerando o conjunto das

intersees, foram superiores ao sugerido pelo ITE (1994), que de 1,0 segundo paraautomveis. No caso do valor mdio, o resultado encontrado (1,1 s) foi 10% superior e o 85%Percentil (1,3 s) foi 30% superior.

5. CONCLUSES E RECOMENDAESO objetivo da pesquisa foi alcanado atravs da anlise de 146 automveis em quatrointersees semaforizadas na cidade do Rio de Janeiro, onde foram obtidas as mdias doTempo de Percepo e Reao a partir do instante em que surge a indicao amarela.

A necessidade dessa pesquisa ocorreu devido falta de referncia nacional sobre o tema,levando muitas vezes os tcnicos em engenharia de trfego a consultarem as pesquisas de

autores estrangeiros ou ainda seguirem as recomendaes dos rgos de engenharia detransportes de outros pases, sem saberem se o TPR refletia a realidade dos motoristas

brasileiros.

A mdia encontrada de 1,1 segundos para o Tempo de Percepo e Reao foi prxima aosvalores encontrados na literatura estrangeira, apresentada na Tabela 1. Os resultados indicadosna Figura 3 apresentam uma relao linear entre o TPR e a posio do veculo at a linha dereteno, onde conforme mais prximo da mesma, menor o tempo de reao do motorista.Para a utilizao na engenharia de trfego, essa pesquisa sugere que seja adotado o valor de1,3 segundos como o TPR dos condutores em intersees semaforizadas.

necessrio que sejam feitas novas pesquisas para verificar se h diferenas entre o tempo depercepo e reao em funo da idade (jovem x adulto), sexo (homens x mulheres) edeclividade da pista (aclive x declive), pois h estudos que relatam discretas diferenas(Colella, 2008), enquanto outros sugerem no haver (Caird et al., 2007). Devido metodologia aplicada nesse trabalho no foi possvel registrar essas divergncias.

Como recomendaes, so necessrios mais estudos para analisar o comportamento domotorista brasileiro em intersees semaforizadas, com uma normatizao para a coleta dedados dos veculos e a utilizao de equipamentos modernos para a medio das informaesa serem coletados, tais como velocidade de aproximao, distncia at linha de reteno e

tempo transcorrido at a parada.REFERNCIAS BIBLIOGRFICASCaird, J. K., Chisholm, S. L., Edwards, C. J. e Creaser, J. I. (2005) The Effect of Amber Light Onset Time on

Older and Younger Drivers Perception Response Time (PRT) and Intersection Behavior. In:Transportation Research Board, 84th Annual Meeting,Washington DC, EUA.

Caird, J. K., Chisholm, S. L., Edwards, C. J. e Creaser, J. I (2007) Do In-Vehicle Advanced Signs EnhanceOlder and Younger Drivers Intersection Performance? Driving Simulation and Eye Movement Results. In:Transportation Research Part F 10 Traffic Psychology and Behaviour, v.10. p. 383-396.

Chang, M. S.; Messer, C. J.; Santiago, A. J., (1985) Timing Traffic Signal Change Intervals Based on Driver

Behavior.In:Transportation Research Record 1027, TRB,National Research Council, Washington, D.C.,pp. 2030.


10/10

Colella, D.A.T. (2008) Comportamento dos Motoristas em Intersees Semaforizadas. Dissertao Mestrado.Departamento de Transportes. Escola de Engenharia de So Carlos, Universidade de So Paulo. So Carlos,SP, Brasil.

Crawford, A. (1962). Driver judgment and error during the yellow period at traffic lights. Ergonomics513532.

Gates, T.J.; Noyce, D.A.; Laracuente, L. e Nordheim, E.V. (2007) Analysis of Driver Behavior in DilemmaZones at Signalized Intersections".In: Transportation Research Record No. 2030, Transportation ResearchBoard of the National Academies, Washington, D.C. 29- 39.

Gazis, D., R. Herman, e A. Maradudin., (1960) The Problem of the Amber Signal Light in Traffic Flow.Operations Research, Vol. 8, pp. 112132.

Homburger, W. S., (2003).Fundamentals of Traffic Engineering. University of California. Berkeley, EUA.ITE (1994).Determining Vehicle Signal Change and Clearance Intervals. An Informational Report of the ITE.

ITE, Washington, DC.LI, Z., (2009). Modeling Dynamic Dilemma Zones using Observed Yellow -Onset Trajectories. In: ITE

Journal - Institute of Transportation Engineers, vol.79 no.11, pp. 29-35.EUA.Liu, G.; Chang, L.; Tao, R.; Tabacek, R. and Hicks , T. (2006) Measuring the Response of Drivers to a Yellow

Phase With a Video Based Approach.In: Proc. of the 9th International Conf. on Applications of Advanced

Technologies in Transportation, pp. 578-583, Chicago, EUA.

Mussa, R. N., Newton, C. J., Matthias, J. S., Sadella, E. K., & Burns, E. K. (1996). Simulator evaluation ofgreen and flashing yellow signal phasing.In: Transportation Research Record, 1550, 2329.

Rakha, H; El-Shawarby, I; Setti, J. R., (2007). Characterizing Driver Behavior on Signalized IntersectionApproaches at the Onset of a Yellow-Phase Trigger.In: IEEE Transactions on Intelligent TransportationSystems, vol. 8,No. 4, pp. 630-640.

Sousa, L. A. P. (2011) Taxas de Desacelerao e Tempos de Percepo e Reao dos Motoristas em InterseoSemaforizadas. Dissertao Mestrado. Programa de Engenharia de Transportes. COPPE/UFRJ, Rio deJaneiro, RJ, Brasil.

Wortman, R. H., e Matthias, J. S. (1985). Evaluation of Driver Behavior at Signalized Intersections. In:Transportation Research Record 904, TRB, National Research Council, Washington, D.C., pp. 1020.

Documents

Tempo de Percepcao e Reacao - Int Semaforizadas - Anpet 2013