Brazilian Naturalistic Driving Study | NDS-BR
Linha de Pesquisa Políticas e instrumentos do planejamento urbano – Programa de Pós-Graduação em Planejamento Urbano (PPU-UFPR)
Linha de Pesquisa Transporte e Mobilidade – Grupo de Pesquisa CNPq Planejamento e Políticas Urbanas (CEPPUR-UFPR)
ODS12: Cidades e Comunidades Sustentáveis
Financiadores
CNPq – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
ONSV – Observatório Nacional de Segurança Viária
Departamento de Transportes – Universidade Federal do Paraná
Mobi7 Tecnologia em Mobilidade
Descrição
O Estudo Naturalístico de Direção Brasileiro (NDS-BR) trata-se de uma iniciativa inédita no Brasil e tem por objetivo conhecer o comportamento dos condutores brasileiros a fim de orientar o planejamento de ações de segurança com foco sobre o fator humano e a engenharia viária. Em sua primeira fase, o estudo tem sido realizado em Curiba e Região Metropolitana. A pesquisa justifica-se pela necessidade de levantar indicadores realistas do desempenho da segurança viária e de conceber medidas adequadas à realidade brasileira.
Plataforma de coleta de dados naturalísticos (PCDN)
A produção dos dados naturalísticos é realizada por meio de uma plataforma de coleta de dados naturalísticos (PCDN), a qual foi concebida exclusivamente para o projeto. A PCDN, programada em Python 3, é composta por um computador, três câmeras, um módulo GPS-USB e um inversor de voltagem (Figura 1).
Os seguintes princípios nortearam a concepção da PCDN:
- Protótipo de Mínimo Valor (MVP);
- Instalação não invasiva (sem necessidade de danos ao veículo para instalação);
- Plataforma instala no veículo do próprio condutor, a fim de manter seu ambiente natual de condução;
- Registro sincronizado dos dados de GPS e imagens das câmeras.
O padrão de imagem coletado pode ser observado na Figura 2, sendo duas câmeras voltadas para o ambiente externo (lados direito e esquerdo) e uma voltada para o ambiente interno para registrar o comportamento do condutor.
Entre 2019 e 2021 foi possível coletar dados de 32 condutores e 1.002 viagens, incluindo aproximadamente 300 horas de condução e 9,5 mil km de distância percorrida na cidade de Curitiba e sua região metropolitana. O ambiente de condução foi predominantemente urbano. Os condutores foram monitorados durante duas semanas, exceto três motoristas de aplicativos de mobilidade (por exemplo, motoristas Uber) que foram monitorados por um período menor, cerca de uma semana, devido à maior distância percorrida. Um mapa de calor representando o volume de rotas é mostrado na Figura 3. Uma nova rodada de coleta de dados está prevista para iniciar no segundo semestre de 2022.
Figura 3: Mapa de calor para o volume de rotas monitoradas
O emprego de análises espaciais e a codificação manual de comportamentos permite a obtenção de indicadores do desempenho da segurança viária associados ao excesso de velocidade, uso do cinto de segurança, uso do telefone celular e o engajamento em outras tarefas secundárias com potencial de gerar distrações na tarefa de condução.
Painel de visualização dos dados coletados
Acesso ao painel de visualização (Power BI) dos dados naturalísticos (Figura 4).
Principais resultados
Uso do telefone celular: Em uma amostra de 201 viagens, em média, o tempo de uso do telefone celular foi de 28,46 segundos, e a atividade mais praticada foi o rolar/checar, representando 46% do tempo total de uso. O uso do telefone celular ocorreu em aproximadamente 59% das viagens, com uma frequência aproximada de uso de 8 usos/hora. A porcentagem de tempo de viagem com o UTC foi de 7% e a velocidade média instantânea foi de aproximadamente 13 km/h. Mais informações podem ser encontradas em Bastos et al. (2020).
Excesso de velocidade em vias arteriais urbanas [***Trabalho vencedor do Prêmio DENATRAN 2021 – Melhor TCC em segurança viária***]: Os resultados mais consistentes indicam a presença de radar e a proibição de estacionamento como fatores que estimulam a obediência aos limites de velocidade. No primeiro caso, à obediência se dá a fim de evitar o prejuízo financeiro da multa. No segundo caso, tem-se que a oportunidade de exceder o limite de velocidade é menor quando a densidade do tráfego é maior, o que ocorre em horários em que há proibição de estacionamento nas vias arteriais. Mais informações podem ser encontradas em Suguinoshita et al. (2020).
Radares em vias arteriais: Em uma amostra de 108 viagens, foram analisados 16 radares, de modo que constatou-se um redução média de 0,69 km/h (-1,33%) causada pela presença do radar. A análise também levou em conta fatores de localização (perfil topográfico) e circunstanciais (dia da semana, período do dia e condição climática) e individuais (categoria de condutor). Perfis em declive, viagens durante o dia, em dias úteis, com chuva e realizadas por condutores profissionais apresentaram maiores reduções de velocidades quando comparadas aos demais grupos. Os perfis de velocidade encontrados revelam um efeito localizado de redução da velocidade (kangaroo jump), um aumento significativo da velocidade logo após o radar (efeito da compensação) e, em alguns casos, nenhum efeito significativo na velocidade. Mais informações podem ser encontradas em Amancio (2021).
Lombadas e redução da velocidade: a partir de uma amostra de 17 viagens em quatro lombadas físicas e de 04 viagens em 03 travessias elevadas situadas em vias do sistema estruturante e vias prioritárias de Curitiba – PR, tem-se que a travessia elevada proporcionou uma redução de 9,7% na velocidade enquanto que a lombada apresentou 16% de redução. O trecho analisado foi de 100 metros antes e 100 metros depois da deflexão vertical. Considerando a manutenção da velocidade menor que 30 km/h, para ambos os dispositivos a zona de influência foi de aproximadamente 40 metros. Mais informações podem ser encontradas em Tres (2021).
Estudo observacional do comportamento de ciclistas: no total foram analisadas 182,39 horas de condução (câmera externa), com a identificação de 523 episódios com ciclistas trafegando no trânsito da cidade. Os ciclistas foram classificados quanto ao gênero, comportamento no trânsito, utilização de equipamentos de segurança, utilização da infraestrutura viária e comportamento em cruzamentos. Para verificar diferenças no comportamentos dos ciclistas foram utilizados testes estatísticos com intervalo de confiança de 95% e 99%. Os resultados indicaram que há predominância do gênero masculino no uso do modal (93,4% dos ciclistas identificados eram homens). O engajamento em atividades secundárias é baixo, identificado em apenas 0,4% da amostra. Em relação à utilização de equipamentos de segurança, verificou-se que 75,0% dos ciclistas não utilizavam capacete e 64,1% não utilizavam iluminação no período noturno. Neste período, a proporção de uso do capacete é 19,2% mais presente do que em relação ao diurno, no entanto, o desrespeito à sinalização semafórica foi 24,2% maior do que no período diurno. Em apenas 23,7% dos episódios havia infraestrutura cicloviária adequada para os ciclistas, nestes episódios, 79,8% de fato a utilizavam. Mais informações podem ser encontradas em Stoski (2021).
Impacto do ambiente urbano no excesso de velocidade em Curitiba: a partir do princípio de que a maioria dos sinistros de trânsito e conflitos ocorrem em áreas urbanas e que as características do desenvolvimento espacial de uma cidade, incluindo o ambiente construído, podem influenciar o desempenho da segurança viária nessas áreas, o objetivo principal desta pesquisa foi investigar a influência do ambiente construído na segurança viária, utilizando a cidade de Curitiba, Brasil, como cenário do estudo. O ambiente construído consiste em características físicas dentro da cidade, incluindo padrões de desenvolvimento e características das vias, e pode ser dividido em seis categorias: densidade, diversidade, design, acessibilidade ao destino, distância ao trânsito e dados demográficos. A taxa de excesso de velocidade foi usada como um indicador de desempenho de segurança viária. O modelo estatístico de Regressão Geograficamente Ponderada (RGP) foi utilizado para explorar a correlação entre as variáveis do ambiente construído (AC) e a ocorrência de excesso de velocidade, devido à capacidade do modelo de analisar cenários que são espacialmente não estacionários. Os dados de velocidade foram coletados como parte do Estudo Naturalístico de Direção Brasileiro (NDS-BR). A amostra foi composta de 32 condutores, 1.002 viagens, 381,45 horas de condução e 9,443.83 km de distância percorrida em Curitiba e sua região metropolitana, entre 2019 e 2021. O modelo RGP foi aplicado usando as zonas de tráfego (ZTs) de Curitiba como nível zonal. Vários tipos de kernel e tamanhos de largura de banda foram testados. Os diagnósticos do modelo mostraram que alguns modelos RGP tiveram um desempenho melhor do que a regressão global, mas nenhum dos modelos pôde prever a heterogeneidade espacial associada à ocorrência do excesso de velocidade com um desempenho desejável. Apenas a variável “proporção de vias arteriais”, incluída na categoria de design, apresentou correlação com o excesso de velocidade com significância estatística de 95% e com 100% das ZTs apresentando uma correlação inversa em relação ao excesso de velocidade. O estudo completo pode ser encontrado em Santos (2022).
Velocidade praticada em curvas horizontais em meio urbano: a velocidade praticada por condutores de veículos se apresenta como um fator de risco tanto para a ocorrência quanto para a severidade dos sinistros de trânsito. O objetivo do presente estudo foi investigar a influência de fatores viários e ambientais na escolha da velocidade por parte de condutores de veículos de passeio em manobras de conversão em vias urbanas. Desde 2019 vem sendo executado o primeiro estudo naturalístico realizado no Brasil (NDS-BR), na cidade de Curitiba (PR), com o monitoramento até então de 32 condutores e uma distância percorrida de aproximadamente 9,4 mil km. Os veículos dos condutores foram instrumentalizados com câmeras internas e dispositivos GPS que registraram suas velocidades instantâneas ao longo dos trajetos. As vias consideradas para o presente trabalho foram interseções em nível do sistema viário municipal, tendo sido contabilizadas 1.201 manobras de conversão. Nas análises foi considerada a variação de velocidade (ΔV), sendo essa a diferença entre a velocidade média em curva (Vc) e a velocidade média de entrada (Ve) na tangente anterior à curva. As velocidades foram analisadas através de testes de hipóteses considerando o ângulo de deflexão, a direção da conversão, o raio na esquina, o controle de preferencial, a presença de deflexões verticais na pista, a declividade da
via, a ocorrência de chuva, o período do dia e, por fim, a velocidade de entrada dos veículos. Os resultados indicaram valores mais altos de velocidade nas curvas para ângulos de deflexão mais baixos, como os de 30 e 60º. No recorte considerando apenas conversões de 90º, as velocidades mais altas foram encontradas em conversões à esquerda, em cruzamentos com maiores raios de esquina, com controle semafórico, sem chuva, durante a noite. Também foram identificados valores mais altos de velocidade na curva conforme aumentam as velocidades de entrada. Quando considerada a variação da velocidade, os valores mais elevados ocorreram para maiores ângulos de deflexão. Quando considerado o recorte de curvas de 90º, as situações que apresentaram maior variação foram as curvas à direita, em movimentos provenientes de vias secundárias, na presença de deflexões verticais na pista, em terreno plano e aclive e com maiores valores de velocidades de entrada. Os dados subsidiaram a sugestão de políticas de gestão de velocidade em meio urbano. O estudo completo pode ser encontrado em Szeliga (2022).
Análise de eventos de frenagem, aceleração e desvios (em andamento): com o objetivo de investigar os fatores determinantes para eventos de frenagem brusca, aceleração brusca e manobras evasivas praticados por condutores, a metodologia inclui a coleta de dados naturalísticos de 15 condutores ao longo de duas semanas cada. Os aspectos a serem avaliados incluem o local da ocorrência, as circunstâncias da ocorrência (relacionadas ao comportamento do condutor) e os fatores determinantes para a manobra realizada.
Aplicações para o planejamento urbano
A partir da representação esquemática da Figura 5 é possível observar o caráter prático do Estudo Naturalístico de Direção Brasileiro e sua orientação à fundamentação de medidas relacionadas ao planejamento das cidades considerando a interação segura entre os usuários.
Docentes pesquisadores
Prof. Jorge Tiago Bastos (CEPPUR/PPU/UFPR) – Coordenador
Profª. Anelise Schmitz (CEPPUR/UFPR)
Profª. Márcia de Andrade Pereira Bernadinis (PPU/UFPR)
Prof. Diego Fernandes Neris (CEPPUR/PPU/UFPR)
Profª. Tatiana Maria Cecy Gadda (PPGEC/UTFPR)
Profª. Daniela Trentin Nava (PROFMAT/UTFPR)
Profª. Magaly Natália Pazzian Vasconcellos Romão (FATEC-Jaú|EESC/USP)
Prof. Fernando dos Santos Osório (ICMC/USP)
Pesquisadores externos
Drª. Anabela dos Santos Aleixo Simões (ULusófona – Portugal)
Dr. Oscar Oviedo-Trespalacioos (CARRS-Q, Austrália)
Esp. Paulo Guimarães (ONSV)
MSc. Eduardo César Amancio (IPPUC)
MSc. Pedro Augusto Borges dos Santos (UrbTec)
MSc. Rafael Alessandro Szeliga (Pref. de Auraucária)
Mestrandos (stricto sensu) e pós-graduandos (especialização)
Esp. Alexandre Schipitoski Monteiro
Eng. Rodrigo Bzunek Alves
Iniciação científica e trabalho final de curso em andamento
Felipe de Alcantera Dubeski (Eng. Civil/UFPR)
Inaie Moscal Zambonin (Ciências da Computação/UFPR)
João Vitor Ferreira Vieira (Eng. Civil/UFPR)
Laura Nizer Gapski Pereira (Eng. Civil/UFPR)
Leonardo Becker de Oliveira (Ciências da Computação/UFPR)
Louise Fuhrmann (Eng. Civil/UFPR)
Pedro Henrique Pereira Bosio Franczak (Eng. Civil/UFPR)
Vinícius Haumann da Silva (Eng. Civil/UFPR)
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