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USO DO SOFTWARE TRANSCAD 4.5 NA

ANÁLISE DE VIABILIDADE DE

IMPLANTAÇÃO DE UMA REDE DE

TRANSPORTE PRIVADA NO BAIRRO

SANTA MÔNICA EM UBERLÂNDIA-MG

Alexsandro Silva Solon (UFU)

[email protected]

Fernando de Araujo (UFU)

[email protected]

Carlos Alberto Faria (UFU)

[email protected]

Luciano Nogueira (UFU)

[email protected]

Nathalie Ribeiro Silva (UFU)

[email protected]

Este trabalho mostra um estudo de viabilidade de implantação de uma

rede privada de transporte para atendimento à demanda de

deslocamento de funcionários de uma empresa situada na cidade de

Uberlândia-MG. Foram analisados os endereços domicciliares de um

grupo de funcionários dessa empresa e por meio da utilização do

software TransCAD foram desenvolvidas simulações de quantidade

agrupamentos (pontos de parada) e distâncias deslocadas pelos

funcionários até o acesso ao ponto de coleta. Também foram estudadas

as otimizações de roteamento (itinerário) em função do tipo de veículo

da frota e seus respectivos custos. O objetivo é promover o uso mais

consciente dos meios de transportes, incentivando o uso mais freqüente

de veículos coletivos, reduzindo assim a quantidade de veículos em

circulação. Os resultados apresentados mostram que com valores

inferiores ao que se paga hoje pela tarifa coletiva urbana na cidade é

possível implantar e manter uma rede de transporte de alta qualidade

para os funcionários da empresa citada.

Palavras-chaves: Rede de Transporte, roteamento, software TransCad.

XXXII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Desenvolvimento Sustentável e Responsabilidade Social: As Contribuições da Engenharia de Produção

Bento Gonçalves, RS, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2012.



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Uso do Software Transcad 4.5 na Análise de Viabilidade de Implantação de uma Rede de

Transporte Privada no Bairro Santa Mônica em Uberlândia-MG

Carlos Alberto Faria, UFU/FECIV, [email protected]

Fernando de Araújo, UFU/FECIV, [email protected]

Luciano Nogueira, UFU/FECIV, [email protected]

Nathalie Ribeiro Silva, UFU/FECIV, [email protected]

Resumo:

Este trabalho mostra um estudo de viabilidade de implantação de uma rede privada de

transporte para atendimento à demanda de deslocamento de funcionários de uma empresa

situada na cidade de Uberlândia-MG. Foram analisados os endereços domiciliares de um

grupo de funcionários dessa empresa e por meio da utilização do software TransCAD foram

desenvolvidas simulações de quantidade agrupamentos (pontos de parada) e distâncias

deslocadas pelos funcionários até o acesso ao ponto de coleta. Também foram estudadas as

otimizações de roteamento (itinerário) em função do tipo de veículo da frota e seus

respectivos custos. O objetivo é promover o uso mais consciente dos meios de transportes,

incentivando o uso mais freqüente de veículos coletivos, reduzindo assim a quantidade de

veículos em circulação. Os resultados apresentados mostram que com valores inferiores ao

que se paga hoje pela tarifa coletiva urbana na cidade é possível implantar e manter uma rede

de transporte de alta qualidade para os funcionários da empresa citada.

Palavras-chave: Rede de Transporte, roteamento, software TransCad.

1. Introdução

O aumento na média do poder aquisitivo do brasileiro, aliado à facilidade de acesso ao crédito

e à grande oferta de veículos automotores, fez com que nos últimos anos houvesse um grande

crescimento na quantidade de automóveis e motocicletas em circulação nas vias urbanas.

Adicionalmente, com raras exceções, não há uma disponibilização pelos órgãos competentes

de um serviço de transporte público urbano eficiente e de qualidade. Dessa forma, cresce

também o número de trabalhadores que utilizam uma condução automotora própria para

efetuar seus deslocamentos para o trabalho.

As empresas que possuem uma grande quantidade de pessoas em seu quadro de funcionários

começam a lidar com problemas relacionados à falta de espaço em suas áreas de

estacionamento e atrasos no início da jornada de trabalho em função de congestionamentos.

Outro ponto que chama atenção é o incremento nos afastamentos médicos em decorrência de

acidentes de trânsito. Todas essas variáveis, dentre outras, começam a interferir na

produtividade da empresa e na qualidade de vida dos empregados.

mailto:[email protected]






3

Como alternativa para contorno desse cenário vem a proposta de estudo de viabilidade para

implantação de uma rede privada de transporte coletivo, cujo principal objetivo é prover

meios e recursos para o deslocamento dos funcionários com qualidade, controle e segurança.

O estudo restringe suas análises e simulações no trajeto da residência dos funcionários até a

empresa.

2. Definição do cenário

O estudo de caso foi realizado baseado em informações de endereços de funcionários de uma

empresa situada no bairro Buritis em Uberlândia-MG. Foram selecionados os empregados que

residem no bairro Santa Mônica para então realizar a conexão entre os dois bairros. (Figura

1).

Figura 1: Mapa de localização da área de estudo. Org: SILVA, N., 2011.



4

A Tabela 1 mostra a distribuição dessas pessoas em 33 vias do bairro em questão.

Rua / Avenida Quantidade de funcionários Rua / Avenida Quantidade de funcionários

Avenida Ana Godoy De Souza 20 Rua Jornalista Joao De Oliveira 9

Avenida Belarmino Cotta Pacheco 14 Rua Jose Carrijo 9

Avenida Doutor Laerte Vieira Gonçalves 6 Rua Jose Miguel Saramago 10

Avenida Francisco Ribeiro 9 Rua Licydio Paes 8

Avenida Ortizio Borges 12 Rua Manoel Serralha 9

Avenida Professora Juvenilia Dos Santos 12 Rua Miguel Rocha Dos Santos 7

Avenida Salomao Abrahao 11 Rua Nordau Goncalves De Melo 9

Avenida Segismundo Pereira 6 Rua Orozimbo Ribeiro 10

Rua Alberto Alves Cabral 8 Rua Patrulheiro Osmar Tavares 8

Rua Americo Ferreira Abreu 1 Rua Pedro Jose Samora 12

Rua Antonio Salviano De Rezende 7 Rua Pericles Vieira Da Mota 9

Rua Atil io Valentini 16 Rua Professora Maria Alves Castilho 8

Rua Domingos De Freitas 6 Rua Regina Moraes 15

Rua Fracisco Antonio De Oliveira 9 Rua Santa Edwiges 2

Rua Izaura Augusta Pereira 9 Rua Sebastiao Jose Sobrinho 3

Rua Jeronima Lucas Barros 6 Rua Sebastiao Rangel 8

Rua Jorge Martins Pinto 8 Total 296 Tabela 1: Quantidade de funcionários por via no bairro Santa Mônica. Org: NOGUEIRA, L.; ARAÚJO, F; SILVA, N., 2011.

Foi considerado que essas pessoas fazem expediente em horário comercial, com início da

jornada estipulada para às 08:00 horas da manhã.

As simulações contemplaram que os veículos coletivos sairiam da garagem situada no pátio

da empresa em direção ao bairro Santa Mônica para coleta dos funcionários, devendo estar na

empresa minutos antes do início do expediente.

3. Ferramentas e metodologia

O uso de um sistema de modelagem de rede combinado aos Sistemas de Informações

Geográficas (SIGs) é essencial para tratar as questões relativas à localização física das

residências, demandas, determinação de pontos de concentração e coleta (clusters) e estudos

de roteamento com otimização de recursos (frota, distância e custo). O TransCAD foi o

software utilizado para realizar todos os estudos, cálculos, simulações e representações

gráficas em arquivos geográficos. Como ferramenta de suporte para cálculos auxiliares e

compilação de dados e tabelas, foi utilizado também o Microsoft Excel.

3.1 Preparação de dados iniciais



5

Com base no mapa da cidade de Uberlândia-MG, disponibilizado em formato dwg

(AutoCAD), foi gerado um arquivo geográfico georreferenciado de extensão map

(TransCAD), sob o qual foram desenvolvidas as seguintes camadas (layers) :

- Ruas Santa Mônica: arquivo geográfico de linhas, contendo as vias de interesse no bairro

Santa Mônica, anel viário, vias principais do Alto Umuarama e Buritis. Para cada via foi

determinado o sentido de fluxo de tráfego e a velocidade regulamentada.

- Nós Santa Mônica: arquivo geográfico de pontos, contendo informações de posicionamento

de todos os cruzamentos das vias na área em estudo.

- Associados: arquivo geográfico de pontos indicando a posição aproximada das residências

dos 296 funcionários. Por se tratar de uma região com um índice de verticalização (prédios)

relativamente alto, não existe uma relação 1:1 entre quantidade de associados e domicílios.

Nesse caso específico, os 296 empregados estão distribuídos em 156 endereços, de tal modo

que esse arquivo contém 156 registros, cada um conectado ao nó (cruzamento) mais próximo.

Em sequência foi gerado um arquivo de rede (Rede Santa Mônica.net) tendo como base o

arquivo de linhas “Ruas Santa Mônica”. A partir desse momento foi possível o início das

simulações de clustering (agrupamento).

3.2 Cálculo da quantidade ideal e posição dos pontos de coleta (paradas)

Nessa etapa o objetivo foi determinar a quantidade e a posição de pontos de ônibus onde os

funcionários embarcariam no veículo, com destino ao trabalho. Foi utilizado como parâmetro

a distância média percorrida pelo empregado, desde sua residência até o ponto de embarque

(stop).

Foi gerada a matriz origem-destino (extensão mtx), que mostrou a menor distância entre os

pontos do layer “Associados”. Com a matriz OD criada, iniciaram as simulações de

clustering, indicando pontos de concentração. Existe uma relação inversa entre a quantidade

de clusters e a distância média percorrida pelo funcionário até a parada de ônibus. Foram

simuladas situações com 5, 10, 15, 20, 25 e 30 clusters. Como produto dessa rotina, o

TransCAD gerou um base de dados (dataview), indicando quais foram os pontos que

deveriam ser os concentradores e para cada registro do layer Associado o software

determinou qual o cluster mais próximo.

O último passo da etapa foi determinar a distância entre cada domicílio e seu respectivo

cluster. Novamente foi utilizada a rotina de geração de matriz OD, onde a origem eram os

pontos do layer “Associados” e o destino eram os pontos de concentração gerados pelo

algorítmo de clustering.

A Tabela 2 abaixo mostra a distância média percorrida pelos funcionários em função da

quantidade de clusters.



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Quantidade de cluster Distancia média (metros)

5 518

10 350

15 290

20 240

25 190

30 180 Tabela 2: Cluster e distância média. Org: NOGUEIRA, L.; ARAÚJO, F; SILVA, N., 2011.

Baseado nas melhores práticas de transportes coletivos urbanos é recomendado que um

pedestre ande cerca de 400 metros até alcançar o ponto de ônibus mais próximo. Nesse

trabalho, optou-se por uma configuração na qual o funcionário andasse uma distância menor

até o ponto, tornando-se assim um diferencial no serviço. Dessa forma, foi escolhida a

configuração com 25 clusters, a qual cada empregado caminhou em média aproximadamente

190 metros até a parada do ônibus.

Foi criado um arquivo geográfico de pontos (layer Stops) representando graficamente no

mapa a posição dos 25 clusters gerados pelo TransCAD, mostrado na figura 2 a seguir.

Figura 2: Clusters – pontos de parada de ônibus. Org: NOGUEIRA, L.; ARAÚJO, F; SILVA, N., 2011.

O gráfico 1 representa a quantidade de funcionários em cada um dos clusters.



7

4

26

12

7

11

14

3

6

11

67 7

20

109

27

9

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15

27

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14

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nto

1…

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2…

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3…

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4…

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10…

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11…

Po

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12…

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13…

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16…

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18…

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19…

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20…

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21…

Po

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22…

Po

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23…

Po

nto

24…

Po

nto

25…

Gráfico 1: Quantidade de funcionários em cada cluster. Org: NOGUEIRA, L.; ARAÚJO, F; SILVA, N., 2011.

Adicionalmente, uma nova camada foi construída, registrando-se a posição geográfica da

empresa, situado no Bairro Buritis (layer Empresa).

3.3 Análise de custos

Um dos objetivos desse estudo foi a analisar a viabilidade econômico-financeira para

implantação dessa rede de transporte. Portanto, faz-se necessário um detalhamento dos

principais custos envolvidos nessa operação.

Do ponto de vista de custo fixo, foram considerados os valores de investimentos no veículo,

custo de capital, impostos, salário de motorista, encargos, dentre outros. No custo variável

foram analisados gastos com combustível, troca de óleo, pneu e manutenção. A tabela 3 a

seguir mostra que para cada veículo, o custo fixo mensal é de R$ 5.234,98 e um custo variável

de R$0,84 por quilometro rodado.

Salário do motorista R$/ mês R$ 1.200,00 Depreciação R$/ mês R$ 875,00

Horas de trabalho/ mês h.h./mês 200 Remuneração de capital R$/ mês R$ 1.707,98

Encargos e benefícios do motorista R$/ mês R$ 1.152,00 Mão de obra R$/ mês R$ 2.352,00

Taxa de oportunidade % a.a. 12% IPVA/Seguro Obrigatório R$/ mês R$ 300,00

Custo Fixo R$/ mês R$ 5.234,98

Consumo de combustível Km/ litro 3,2

Intervalo entre troca de óleo Km 20.000 Combustível R$/ Km R$ 0,59

Litros de óleo por troca litro 18 Óleo R$/ Km R$ 0,01

Número de pneus 6 Pneu R$/ Km R$ 0,04

Intervalo entre troca de pneu/ recapagem Km 80.000 Manutenção R$/ Km R$ 0,20

Número de recapagens 2 Custo variável R$/ Km R$ 0,84

Custos de manutenção R$/ Km R$ 0,20

Custos variáveis (R$/ Km) R$/ Km R$ 0,84

Valor de aquisição do veículo R$ R$ 180.000,00

Vida útil do veículo meses 120

Valor residual do veículo R$ R$ 75.000,00

Preço do óleo R$/ litro R$ 8,50

Preço do combustível R$/ litro R$ 1,89

Preço do pneu R$ R$ 935,00

Preço da recapagem R$ R$ 298,00

IPVA/Seguro Obrigatório R$/ ano R$ 3.600,00

Premissas Cálculos

Custos da empresa

Dados do veículo

Dados de mercado

Itens de custo fixo

Itens de custo variável

Tabela 3: Custos fixos e variáveis. Org: NOGUEIRA, L.; ARAÚJO, F; SILVA, N., 2011.



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3.4 Solução do problema de roteamento

Para determinar as rotas, horário e métricas dos itinerários, utilizou-se a rotina Vehicle

Routing. Nesse caso específico, para a simulação dos dados os ônibus saírão da empresa no

início da manhã, com destino ao bairro Santa Mônica para fazer a coleta dos funcionários.

Portanto, trata-se de uma simulação de coleta (pickup) com um único ponto de saída (depot),

que é a empresa.

Como nesse estudo foi considerado que todos os 296 funcionários iniciam o expediente às

08:00h, a tabela de veículos (vehicle table) foi criada com 5 ônibus com capacidade máxima

de 60 passageiros.

Na configuração das janelas de coleta, ou seja, hora de início (open time) e fim (close time)

que os veículos passarão pelos pontos, inicialmente foi definido que esse intervalo seria das

07:00h às 08:00h .

Outro parâmetro configurado foi o tempo de serviço, composto basicamente por duas partes:

1) um tempo fixo (fixed time), relativo ao tempo gasto na desaceleração (aproximação) e

aceleração (retomada de velocidade de cruzeiro) e o tempo perdido após a parada do ônibus

(abertura de portas e caminhada dos passageiros até o ônibus). Nesse cálculo foram

considerados os seguintes valores:

dmax = desaceleração máxima do ônibus = -1,6 m/s2

amax = aceleração máxima do ônibus = 0,8 m/s2

tp = tempo perdido (abertura de portas) = 5 s

v = velocidade de cruzeiro = 50 Km/h = 13,9 m/s

O tempo gasto na desaceleração (aproximação) é obtido pela equação v = vo + a.t, que indica

8,7 segundos. Da mesma forma, o tempo gasto na retomada durante a aceleração é de 17,4

segundos. Portanto, o tempo fixo total perdido em cada parada é de aproximadamente 30

segundos.

2) um tempo variável (unit time) que reflete o tempo gasto para que todos os passageiros

embarquem. Nesse cálculo foram considerados :

µ = taxa de embarque = quantidade de passageiros / segundo = 0,5 passageiro / segundo

k = quantidade de passageiros a embarcar num determinado ponto.

Portanto, o tempo de embarque será dado pela equação te = k / µ.

Com base em todas essas informações foi gerado o dataview Cluster 25, mostrado abaixo.



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Figura 3: Dataview – base de dados Cluster 25. Org: NOGUEIRA, L.; ARAÚJO, F; SILVA, N., 2011.

Na etapa seguinte foi gerada uma matriz de roteamento baseada na rede montada, onde foram

calculadas as distâncias e tempos (otimizados) entre todos os endereços. E em seguida foram

geradas todas as informações relativas às 5 rotas otimizadas e suas respectivas visualizações

no mapa, como mostra a figura 4 a seguir.

Figura 4: Rotas de passagem do veículo. Org: NOGUEIRA, L.; ARAÚJO, F; SILVA, N., 2011.



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4. Resultados e discussões

Na primeira simulação foi observado que o ônibus que faz a Rota 1 chegava muito cedo na

empresa (07:37h), para um início de expediente às 08:00h. Então foram feitas outras

simulações variando a janela de tempo na coleta (Open Time e Close Time). Foi notado que

pode haver alterações nas rotas (seqüenciamento de pontos de coleta) em função de uma

janela de tempo mais “aberta” ou “fechada”, mas sem variações significativas nas distâncias

percorridas, como mostra a tabela 4 abaixo.

Simulação Início Fim Mais cedo Mais tarde Rota 1 Rota 2 Rota 3 Rota 4 Rota 5 Total

1 07:00 08:00 07:37 07:57 25,6 26,2 23,4 22,7 19,6 117,5

2 07:10 08:00 07:47 08:07 25,6 26,2 23,4 22,7 19,6 117,5

3 07:10 07:43 07:47 08:03 25,6 26,2 23,4 22,7 19,6 117,5

4 07:10 07:40 07:47 08:03 25,6 25 23,4 23,3 22,1 119,4

5 07:10 07:35 07:47 08:07 25,6 26,5 23,4 24,3 19,6 119,4

Horário coleta Horário chegada Distancias percorridas (km)

Tabela 4: Horário de início e fim de coleta. Org: NOGUEIRA, L.; ARAÚJO, F; SILVA, N., 2011.

Na simulação de número 3, a sequência das paradas em cada uma das rotas é:

Rota 1: Empresa→Ponto 4→Ponto 14→Ponto 3→Ponto 7→Ponto 8→Ponto 15→Ponto

10→Ponto 11→Empresa

Rota 2: Empresa →Ponto 24→Ponto 17→Ponto 1→Ponto 6→Ponto 16→Empresa

Rota 3: Empresa →Ponto 20→Ponto 18→Ponto 5→Ponto 2→Empresa

Rota 4: Empresa →Ponto 23→Ponto 12→Ponto 9→Ponto 21→Ponto 19→Empresa

Rota 5: Empresa →Ponto 13→Ponto 22→Empresa

Por analogia, foi convencionado que as rotas de retorno (transporte dos funcionários após o

expediente de trabalho) teriam seqüenciamento similar àquelas de ida, de tal modo que as

distâncias de ida e voltas tivessem valores aproximados. Dessa forma, a distância total

percorrida pela frota em um mês (D) é dada por:

D = ∑dR * 2 * Du (1)

onde

dR = distância de uma determinada rota e Du = número de dias úteis no mês.

O custo total mensal (CT) para a empresa manter a frota é dada por:

CT = CF*n + CV*D (2)

onde,

CF = custo fixo mensal de operação de 1 veículo

n = número de veículos na frota

CV = custo variável, em R$/Km

D = distância total percorrida pela frota em 1 mês

Combinando (1) e (2), com dR = 117,5Km, Du = 22 dias, CF = R$ 5.234,98 / mês e CV = R$

0,84 /Km , a empresa terá um custo total mensal de R$ 30.517,70. Considerando que

atualmente os 296 funcionários são beneficiários do Vale Transporte, o custo total para a

empresa e empregados é obtido multiplicando a tarifa vigente de transporte público urbano

(R$ 2,40) x 2 (ida e volta) x 22 dias úteis x 296, totalizando R$ 31.257,60 mensais.



11

5. Conclusões

O uso de um sistema de modelagem de rede em conjunto com um SIG, no caso o TransCAD,

se mostrou essencial na estruturação técnica e subsídio de informações para a construção de

um plano de negócio sustentável. A possibilidade de realizar modelagens baseadas em dados

reais ajudou a encontrar cenários favoráveis e a buscar meios e alternativas de se viabilizar

um projeto de melhoria da qualidade de vida de funcionários e no trânsito, de uma forma

geral.

Os dados desse estudo mostram que é economicamente viável a construção de uma rede

privada para transporte de qualidade para empregados, cabendo à empresa incentivar seus

funcionários e sociedade em geral a adotarem novos hábitos que melhorem as condições de

vida na nossa cidade, e consequentemente em nosso planeta.

Referências

BRASILEIRO, Luzenira A. e LACERDA, Márcio G. Análise do Uso do SIG no

Roteamento dos Veículos de Coleta de Resíduos Sólidos Domiciliares. Eng. Sanit.

Ambient. vol.13 no.4 Rio de Janeiro Oct./Dec. 2008. Disponível em <

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522008000400002>.

Acesso em 08 de outubro de 2011.

CALIPER CORPORATION. Routing and logistics with TransCad 4.5. Newton (MA), 764

p. 1998.

CALIPER CORPORATION. TransCad - Transportation GIS Software – User’s guide.

Newton (MA), 140 p. 1996.

CASTILHO, Rodrigo A. Análise e Simulação da Operação de Ônibus em Corredores

Exclusivos. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1997,

122p, Porto Alegre-RS.

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