contribuiÇÃo para o planejamento do transporte escolar
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Vandeyberg Nogueira de Souza
Universidade Federal do Ceará
CONTRIBUIÇÃO PARA O PLANEJAMENTO DO TRANSPORTE ESCOLAR URBANO DE MACEIÓ-AL COM AUXÍLIO DO SIG
João Carlos Cordeiro Barbirato
Universidade Federal de Alagoas
Alexandre Lima Marques da Silva
Universidade Federal de Alagoas
863
8º CONGRESSO LUSO-BRASILEIRO PARA O PLANEAMENTO URBANO, REGIONAL, INTEGRADO E SUSTENTÁVEL (PLURIS 2018) Cidades e Territórios - Desenvolvimento, atratividade e novos desafios
Coimbra – Portugal, 24, 25 e 26 de outubro de 2018
CONTRIBUIÇÃO PARA O PLANEJAMENTO DO TRANSPORTE ESCOLAR
URBANO DE MACEIÓ-AL COM AUXÍLIO DO SIG
V. N. de Souza, J. C. C. Barbirato, A. L. M. da Silva
RESUMO
Este trabalho propõe uma metodologia para a modelagem do sistema de transporte escolar,
empregando-se software de Informação Geográfica. A otimização das rotas fica por conta
do uso do TransCAD®, ferramenta para a modelagem do problema de roteirização. Das
áreas com serviço de transporte escolar em Maceió-AL, destacou-se uma delas para
acompanhamento presencial nos ônibus, obtendo-se dados necessários ao modelo. O
aplicativo Locus Map® foi utilizado em smarthphone, permitindo mapear as rotas
realizadas, fornecendo resultados gráficos, dados estatísticos dos percursos. Os dados
foram exportados para o programa Google Earth®, para criação do sistema viário
georreferenciado. A malha viária gerada foi exportada para o TransCAD®, onde foram
gerados dois cenários dos itinerários, em termo de distâncias, tempos de viagens e taxa de
ocupação dos veículos. Na área de estudo, que contava com a atuação de 8 ônibus,
conseguiu-se no cenário 2 reduzir esse número para 5, significando 37,5% de economia no
processo.
1 INTRODUÇÃO
A Educação Pública do Município de Maceió atende a cerca de 56.880 matrículas (dados
INEP 2017), na sua maioria estudantes dentro do critério de vulnerabilidade econômica,
geralmente moradores das chamadas franjas da cidade. A frequência escolar desses
estudantes depende da oferta de transporte escolar classificado como urbano nas
normativas do FNDE/MEC. O custeio com o serviço de transporte escolar urbano gira em
torno de 1 milhão de Reais/mês, valor considerável. A otimização desse serviço,
estudando-se as melhores rotas, horários, usuários, dentre outros aspectos, é um caminho
para se obter economia no custeio da Secretaria de Educação de Maceió.
O transporte escolar consiste em uma política assegurada pela Constituição Federal de
1988, pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB), e pelo Estatuto da
Criança e do Adolescente (ECA), com o objetivo de promover o acesso das crianças às
escolas. Cabe aos municípios a responsabilidade de assumir o transporte escolar dos alunos
da sua rede. Por sua vez, o Governo Federal possui atualmente dois programas voltados ao
transporte escolar, pelo Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação (FNDE): O
Programa Nacional de Apoio ao Transporte Escolar (PNATE) e o Programa Caminho da
Escola, que visam atender alunos das redes públicas de educação básica, preferencialmente
residentes na zona rural
No planejamento do transporte surgem diversas tarefas complexas como coletar, armazenar
e manipular elevada quantidade de dados, dimensionar o número de veículos necessários
para atender a demanda e criar rotas que minimizem a distância percorrida pelos veículos
e, consequentemente, o tempo gasto no transporte. Existem diversas ferramentas que
auxiliam nessa atividade, como o Sistema de Informações Geográficas – SIG. Filho e
Iochpe (1996), definem SIG como “um conjunto de programas, equipamentos,
metodologias, dados e pessoas (usuário), perfeitamente integrados, de forma a tornar
possível a coleta, o armazenamento, o processamento e a análise de dados
georreferenciados, bem como a produção de informação derivada de sua aplicação”. Para
Dutra (1998), é inquestionável que o planejamento de transportes é uma das áreas nas
quais o SIG pode representar um importante papel, com vários softwares disponíveis para
aplicações nessa área. Entre esses programas, destaca-se o TransCAD®, segundo Caliper
(2011), pois incorpora além das funções básicas de um SIG, rotinas específicas para
soluções de problemas de logística, de pesquisa operacional e transportes em geral. É um
SIG desenvolvido especificamente para uso por profissionais de transporte para armazenar,
exibir, gerenciar e analisar dados de transporte. Segundo Rose (2001), o TransCAD®
possui procedimentos e ferramentas para solucionar problemas de roteirização e
programação de rotas de transporte público urbano, dentre outros. As rotinas de caminhos
mínimos, fornecidas pelo software, permitem minimizar distâncias, tempo, custo ou
quaisquer outras variáveis. Baseia-se na heurística desenvolvida por Clarke e Wright
(1964) para solução de problemas com cobertura em nós, caso deste estudo, apud Melo
(2000).
Um dos principais componentes do planejamento de transporte é a determinação das rotas
que devem ser realizadas pela frota disponível para atender todos os pontos de demanda.
Segundo Vale (2016), a roteirização de veículos possui como objetivo encontrar uma rota
para múltiplos pontos de destino, por meio da minimização do custo, risco, tempo e/ou
distância. Os problemas de roteirização de veículos são formulados, em sua forma clássica,
a partir de um grafo G = (N, A), onde N = {1, 2, ..., n} representa o conjunto de nós (ou
vértices) dos pontos a serem atendidos e da(s) base(s) onde se localizam os veículos, sendo
A o conjunto de arcos com ligações válidas (i,j) entres nós i, j Є N e cij, o custo, que pode
ser peso, distância ou tempo em cada arco (i, j) Є A. Assim, para encontrar o caminho
mínimo entre dois pontos basta somar o custo de cada arco e escolher a rota que possui o
menor valor. A formulação básica do problema pode ser expressa como uma função que
possui o objetivo de reduzir os custos, atendendo às restrições impostas pelo problema em
análise. A função objetivo, Equação (1), corresponde à minimização do custo total, onde a
variável xij será 1 se o arco (i, j) pertencer a rota e zero caso não pertença.
(1)
2 METODOLOGIA EMPREGADA
2.1 Definição do problema
Neste trabalho, o problema a ser resolvido é o alto custo com o transporte escolar no
Município de Maceió. Busca-se a redução desses custos por meio da criação de uma
metodologia que forneça roteiros alternativos aos executados atualmente, mantendo, ou até
melhorando, a qualidade do serviço ofertado. A análise inicia-se com um diagnóstico,
junto à Secretaria Municipal de Educação (SEMED) e em campo, do sistema de transporte
escolar fornecido atualmente. A possiblidade de análise de cenários alternativos ao
executado atualmente é obtida com o desenvolvimento de uma modelagem computacional
do problema, com auxílio do Sistema de Informação Geográfica (SIG) e do módulo de
roteirização de veículo do software TransCAD® (software disponível).
2.2 Coleta de dados
Maceió possui 138 Unidades Escolares. O transporte dos estudantes é planejado por grupos
de escolas em um mesmo setor. Portanto, utiliza-se nesse trabalho um número
representativo de cinco escolas para o estudo, visto que, uma vez definida a metodologia
para um setor, essa pode ser replicada para as demais escolas da capital. Além disso, pelo
mesmo motivo, o estudo é feito considerando apenas o transporte dos alunos do turno
matutino, no sentido casa-escola, uma vez que a metodologia pode ser facilmente aplicada
para os demais turnos. As rotas das escolas escolhidas foram acompanhadas de dentro do
veículo escolar e mapeadas com o auxílio do aplicativo de celular Locus Map® que
permite gravar o percurso realizado em um mapa da região, além de fornecer alguns dados
do trajeto, como: tempo total de viagem, tempo total em movimento, distância total
percorrida, locais dos pontos de parada, entre outros. Informações sobre as características
das vias da região de estudo, que servem como base para criação da malha viária digital,
foram coletadas por meio do programa Google Earth® e por visitas ao local.
2.3 Construção e validação do Modelo
O modelo proposto é construído a partir da decomposição do problema de roteirização de
veículos de transporte escolar em cinco subproblemas, conforme sugerido por Desrosiers et
al. (1981), a saber: preparação dos dados; seleção dos pontos de parada; geração das rotas;
ajustes no horário de entrada dos alunos nas escolas e programação das rotas. Segundo o
autor, a preparação dos dados consiste na elaboração da malha viária com informações
sobre as garagens dos veículos, escolas, pontos de parada e residência dos alunos.
No presente trabalho, desenvolve-se a malha viária digital georreferenciada a partir de
imagens de satélites, baixadas através do programa Google Earth®, e exportadas para um
software CAD, onde foram desenha as vias (rodovias, avenidas e ruas) da região.
Completa-se por acrescentar ao mapa a localização das escolas, garagens e dos pontos de
parada de cada rota estudada. Considera-se a distribuição dos alunos nos pontos de paradas
utilizada atualmente, assim como, a localização desses nas vias. A malha viária
georreferenciada e o banco de dados criados são utilizados como dados de entrada do
módulo de roteirização de veículos do software TransCAD®. Após, são realizadas
simulações de diversos cenários do problema em estudo.
2.4 Simulação e análise de cenários
Neste trabalho propõe-se dois cenários para o transporte dos alunos da região em estudo,
sendo esses simulados através do modelo criado. O primeiro cenário busca não realizar
grandes mudanças na forma como o serviço é realizado atualmente, mantendo o mesmo
número de veículos utilizados e a mesma distribuição desses para o transporte dos
educandos, entretanto, não se permite na simulação que os veículos trafeguem com um
número de alunos acima das suas respectivas capacidades, atentando-se assim, para a
segurança no transporte dos estudantes. O segundo cenário busca minimizar o custo com o
serviço ao diminuir o número de veículos utilizados, mantendo-se a restrição de
capacidade e realizando algumas modificações na distribuição dos veículos.
O TransCAD® disponibiliza, como resultado da simulação, as rotas para cada veículo com
seus respectivos locais de saída, pontos de parada para embarque dos alunos e chegada,
apresentando também, dados como: horário de saída e de chegada em cada local, tempo
gasto na parada, tempo total para realizar a viagem e distância total percorrida. A fim de
quantificar os ganhos obtidos com os cenários proposto nesse trabalho, os resultados
obtidos pelo método de roteirização de veículos do TransCAD® são comparados com os
dados reais obtidos na fase de coleta de dados.
3 CASOS ABORDADOS
A metodologia desenvolvida neste trabalho para a roteirização de uma frota de transporte
escolar foi aplicada em 5 escolas do bairro Cidade Universitária no Município de Maceió-
AL. A escolha da região ocorreu por apresentar uma boa densidade de escolas que são
atendidas por veículos com características diferentes. O transporte dos alunos da região é
realizado atualmente por seis ônibus de uma empresa terceirizada e dois micro-ônibus da
própria Secretaria de Educação (SEMED). Os dois tipos de veículos utilizados têm
capacidade para transportar, respectivamente, 45 e 21 alunos sentados. A Figura1 mostra
as cinco escolas selecionadas e suas localizações geográficas.
3.1 Coleta de dados
Inicialmente, obteve-se, junto à SEMED, o número de alunos cadastrados para utilizar o
serviço de transporte escolar das escolas selecionadas: Silvia Celina (40), Yêda Oliveira
(84), Graciliano Ramos (76), Carmelita Gama (192), Hévia Valéria (70), totalizando o
transporte de 462 estudantes.
Para mapear as rotas praticadas atualmente, utilizou-se o aplicativo para smartphones
Locus Map® que utiliza o GPS do celular para mapear o trajeto percorrido pelo usuário. O
aplicativo escolhido se destacou entre as opções disponível para download por apresentar
uma versão gratuita, na qual é possível registrar o percurso realizado em um mapa da
região, baixado previamente. Além disso, o aplicativo possibilita adicionar pontos ao
trajeto e fornece dados estatísticos do percurso realizado, como: distância total percorrida,
velocidade média total, velocidade média em movimento, tempo total do percurso, além de
permitir exportar os dados no formato .dxf (compátivel com o software de CAD) e .kml
(compatível com o Google Earth®). A confiabilidade dos resultados fornecidos pelo Locus
Map® foi testada previamente e apresentou uma diferença de menos de 2% para o valor
fornecido pelo automóvel utilizado.
Seguiu-se no mapeamento das rotas das escolas selecionadas, acompanhando-se os
percursos realizados de dentro dos ônibus e registrando-se o número de alunos embarcados
e a localização de cada ponto de parada. Os resultados gráficos obtidos foram exportados
para o software Google Earth®, enquanto que os dados estatísticos foram exportados para
planilha eletrônica e, posteriormente, para o TransCAD®. A Figura 1 apresenta todas as
rotas mapeadas, assim como, a localização das escolas, garagens e pontos de parada.
Fig. 1. Escolas e rotas mapeadas na fase de coleta de dados por meio do aplicativo
Locus Map®. Fonte: Souza (2017)
3.2 Mapa digital
Para criar o mapa digital do sistema viário (rodovias, avenidas e ruas), baixou-se algumas imagens de satélite da região em estudo (a fim de obter imagens com resoluções que
permitissem uma visualização aceitável das vias) por meio do programa Google Earth
Pro®. Essas imagens foram importadas para um software de CAD, onde foram utilizadas
como base para desenhar a malha viária desejada. Elaborou-se um arquivo do mapa no
formato .dxf, o qual foi importado para o software TransCAD®. Ao importar o arquivo
.dxf para o TransCAD® são gerados três arquivos no programa: um arquivo gráfico com a
representação das vias e interseções criadas e dois arquivos de dados com informações das
vias e cruzamentos, como: identificação e comprimento de cada segmento de via. Por meio
do programa Google Maps® e de visitas a campo foram colhidos dados da região que
foram incorporados ao sistema viário criado, entre eles, nome das ruas e avenidas, o
sentido de tráfego dos veículos e existência ou não de pavimentação. O tempo necessário
para percorrer cada via foi obtido por meio do programa Google Maps® para um dia de
quinta-feira às seis horas e quarenta minutos da manhã (horário em que normalmente os
ônibus estão transportando os estudantes para as escolas). Segundo o ex-engenheiro do
Google, Matt Laroche, o Google Maps® calcula a previsão do tempo para chegada em um
destino por diversos fatores que incluem: tipos de estradas, dados da velocidade média
sobre determinados períodos de tempo, tempo de viagens reais dos usuários e situação do
trânsito em tempo real, apud Fraga (2014).
Para testar a confiabilidade do método adotado na aquisição dos tempos para percorrer as
vias da região, simulou-se, no Google Maps®, o trajeto feito pelo micro-ônibus da
SEMED para transportar os alunos da escola Hévia Valéria. Esse percurso foi realizado no
dia 21 de outubro de 2016 e iniciou às seis horas e cinquenta e cinco minutos da manhã. O
percurso foi, então, registrado pelo aplicativo Locus Map® e replicado no programa
Google Maps®. A diferença entre a distância total percorrida fornecida pelos dois
programas foi de 1,4%, já o tempo total em movimento do percurso foi o mesmo para os
dois programas: dezesseis minutos (16min).
As localizações das escolas, garagens e pontos de embarque dos alunos foram adicionadas
a camada de pontos do sistema viário criado por meio das ferramentas disponíveis na
janela de edição de mapas do TransCAD®, visto em Souza (2017). Para realizar a
roteirização de veículos no TransCAD® é necessário atribuir algumas informações a
camada dos pontos de parada, esses parâmetros são guardados em um banco de dados da
camada de pontos e são listados e explicados a seguir, classificados como parâmetros
obrigatórios e adicionais.
Parâmetros obrigatórios:
▪ ID (Latitude e Longitude): número de identificação da base que relaciona dados do
mapa (latitude e longitude) com o banco de dados;
▪ Open Time (horário de abertura): horário em que os ônibus saem da garagem e de
abertura dos portões das escolas;
▪ Close Time (horário de fechamento): hora de fechamento dos portões das escolas;
▪ Node ID: O Node ID é responsável por relacionar a camada (layer) de ponto de
parada com o nó (endpoints) mais próximo da malha viária criada.
▪ Pickup ou Delivery Demand (Demanda): demanda por coleta ou entrega. Nesse
trabalho foi atribuído o número de alunos embarcados em cada ponto de parada e
o número de alunos que desembarcaram nas escolas.
Parâmetros adicionais:
▪ Fixed Time (tempo fixo): representa, nesse trabalho, as operações de frenagem,
abertura e fechamento da porta do ônibus e aceleração do veículo ao chegar em
um ponto de parda;
▪ Time per Unit (tempo por unidade): representa, nesse trabalho, o tempo da operação
de embarque dos alunos nos pontos de parada, ou seja, o tempo médio que cada
estudante leva para entrar no ônibus.
Para estimar o tempo que o ônibus fica parado nos pontos de parada para o embarque dos
alunos, foram coletados, com auxílio de um cronômetro, os dados (número de alunos
embarcados e tempo parado) de vinte pontos visitados. A partir dos dados registrados foi
feita uma regressão linear, que forneceu um tempo médio para embarque, por aluno, de
aproximadamente 2 segundos e um tempo fixo de aproximadamente 7,8 segundos,
referentes as operações de frenagem, abertura e fechamento da porta e aceleração do
veículo.
3.3 Módulo de roteirização de veículos do TransCAD®
O TransCAD® oferece quatro modos diferentes para realizar a roteirização de veículos, a
saber:
▪ Delivery (entrega): O(s) veículo(s) deixa(m) o depósito com uma carga que é
entregue em um ou mais pontos de entrega;
▪ Pickup (coleta): O(s) veículo(s) deixa(m) o depósito e fazem a coleta da carga
dos pontos de parada.
▪ Mixed Pickup and Delivery (Entrega e coleta misturados): Essa opção permite
que os veículos utilizados façam entrega e coleta de mercadorias na mesma
viagem.
▪ Backhaul: Opção em que os veículos fazem primeiro a entrega de todas as
mercadorias para então fazer a coleta dos pontos designados.
Neste trabalho foi utilizada a opção Mixed Pickup and Delivery, visto que, os ônibus
escolares precisam sair da garagem, buscar os alunos nos pontos de parada (Pickup) e
entregá-los na escola (Delivery). Além da escolha do modo de roteirização, é preciso
fornecer ao programa os parâmetros dos depósitos e pontos de paradas, os quais foram
detalhados na seção anterior. Esses parâmetros são armazenados em um banco de dados e
adicionados ao módulo de roteirização do programa. Após o preenchimento dos campos
relativos ao modo de operação (Mode), dos depósitos (Depot), e dos pontos de paradas
(Stops), cria-se a matriz de roteirização, que é um arquivo de matriz (matrix file) que
contém a distância ou o tempo de viagem entre cada ponto de partida dos veículos
(garagem) e os demais pontos de parada (pontos de embarque dos alunos) e entre todos
pontos de paradas. A matriz de roteirização é criada com base na malha viária (network),
gerada inicialmente, e no banco de dados fornecido nas janelas anteriores, permitindo ao
usuário obter rotas que minimizem a distância total percorrida ou o tempo total de
percurso.
Após a criação da matriz de roteirização, realiza-se a parametrização dos tipos de veículos
que são utilizados no problema. O software permite a criação e edição de veículos da frota
utilizada, onde é possível definir diferentes tipos de veículos, com diferente capacidade de
carga, atribuindo esses veículos a um ou mais dos depots (garagens) definidos
anteriormente para o problema. Além disso, permite relacionar uma variável custo aos
veículos criados, proporcionando ao usuário ter uma noção do custo que implicará a
realização das rotas determinadas pelo programa.
3.4 Validação do modelo criado
A fim de validar o modelo proposto neste trabalho, simulou-se a rota realizada para
transportar os alunos da escola Yêda Oliveira, comparando-se os resultados obtidos pela
simulação com os dados coletados em campo. Foram informados os dados de entrada para
simulação no problema, entre estes, horário de saída do ônibus da garagem, número de
alunos que embarcaram no ônibus em cada ponto visitado e número de alunos entregue na
escola, assim como, os nós da malha viária que representam os locais visitados. Foi,
portanto, criada a matriz de roteirização pelo programa.
Ao resolver o problema de roteirização o TransCAD® gera um relatório, onde são
apresentados os principais dados do itinerário criado. Nesse relatório estão contidas as
informações do tipo e capacidade do veículo utilizado, o tempo total da rota, a distância
total percorrida e a sequência de paradas com os respectivos nomes, horários de chegada e
saída, distância entre as mesmas e demanda atendida. Ao comparar os resultados obtidos
através da simulação no TransCAD® com os dados reais coletados pelo aplicativo Locus
Map® percebe-se que a diferença entre a distância total percorrida fornecida pelos dois
métodos foi de apenas 94 metros, o que representa menos de 2% da distância total. Além
disso, percebe-se que a diferença entre o valor simulado e o real para o tempo total do
percurso é menor que um minuto, resultado satisfatório, dado o aspecto dinâmico dos
problemas que envolvem o tráfego urbano. A partir dos resultados expostos, considerou-se
o modelo desenvolvido satisfatório para a simulação do transporte escolar na região em
estudo. A Figura 2(a) apresenta a rota realizada para o transporte dos estudantes, enquanto
que, a Figura 2(b) exibe a rota gerada pelo TransCAD®.
(a) (b)
Fig. 2. Rotas da escola Yêda Oliveira: a) realizada; b) sugerida pelo TransCAD®
Fonte: Souza (2017)
3.5 Teste de cenários
Após a validação do modelo proposto, foram gerados dois cenários para o transporte dos
alunos da região em estudo, onde buscou-se minimizar a distância total percorrida pelos
ônibus escolares ou diminuir o número de veículos utilizados.
Cenário 1:
No primeiro cenário, buscou-se reproduzir uma situação similar à realizada atualmente
para o transporte dos estudantes, mantendo-se o mesmo número de veículos utilizados
(oito) e a mesma atribuição desses às escolas beneficiadas. Foi atribuído a cada ponto de
parada o mesmo número de alunos dos dias em que se acompanhou as viagens na fase de
coleta de dados. Restringiu-se o número de estudantes transportados por viagem à
capacidade do veículo utilizado.
Fig. 3. Rotas geradas pelo TransCAD® para o cenário 1. Fonte: Souza (2017)
A Figura 3 apresenta as rotas ótimas criadas pelo programa para o cenário 1, obtidas a
partir de uma tabela montada com os resultados obtidos para a simulação realizada, onde
são registradas as informações das viagens realizadas por cada ônibus, como identificação
do número da viagem, local de início e término da viagem, horário de saída e chegada,
número de alunos transportados e distância total percorrida.
Cenário 2:
No segundo cenário buscou-se minimizar o número de ônibus utilizados para o transporte
escolar da região, mantendo-se a restrição de capacidade dos veículos. Foram utilizados
dois micro-ônibus da SEMED - com capacidade para transportar 21 alunos cada - e três da
empresa terceirizada, com capacidade de transporte de 45 alunos, diminuindo assim, o
número de veículos utilizados de oito para cinco. Para a atribuição dos estudantes aos
pontos de parada, considerou-se o número de alunos cadastrados na SEMED para receber o
transporte escolar. Esses alunos foram distribuídos nos pontos de forma ponderada, a partir
da tendência percebida na fase de coleta de dados.
Ao analisar os dados já devidamente tabelados, percebe-se que os dois micro-ônibus da
SEMED começam os seus itinerários às seis horas da manhã e realizam sete viagens cada,
até às sete horas, para transportar os 70 alunos da escola Hévia Valéria e os 84 alunos da
escola Yêda Oliveira. Após finalizar o transporte dos educandos das duas primeiras
escolas, os micro-ônibus fazem o transporte dos 40 estudantes da escola Silvia Celina e,
posteriormente, dos 86 da escola Graciliano Ramos, terminando o itinerário às sete horas e
trinta e seis minutos. Para transportar os 170 alunos da escola Carmelita Gama, foram
utilizados os três ônibus da empresa terceirizada, com esses percorrendo as mesmas rotas
do cenário 1.
As rotas encontradas para transportar os alunos da escola Hévia Valéria, no cenário 2, são
mostradas na Figura 4(a). São necessárias quatro viagens para transportar os 70 alunos da
escola, com uma viagem iniciando na garagem do micro-ônibus 02 da SEMED e as outras
três na escola Yêda Oliveira.
(a) (b)
Fig. 4. Rotas ótimas fornecidas pelo TransCAD para escola: a) Hévia Valéria; b)
Yêda Oliveira; na simulação do cenário 2. Fonte: Souza (2017)
A Figura 4(b) apresenta as rotas fornecidas pelo programa para o transporte dos alunos da
escola Yêda Oliveira. Foram visitados oito pontos de parada, com alguns pontos sendo
visitados mais de uma vez. Três das quatro viagens realizadas partiram da escola Hévia
Valéria, enquanto a quarta viagem teve seu início na garagem do micro-ônibus 01.
Para o transporte dos estudantes da escola Silvia Celina foram geradas duas rotas,
mostradas na Figura 5(a), com início nas escolas Hévia Valéria e Yêda Oliveira, sendo
visitados sete pontos de embarque de alunos. Por fim, foram obtidas quatro rotas para
transportar os alunos da escola Graciliano Ramos (ver Figura 5(b)), duas com início na
escola Silvia Celina e duas com início na própria escola Graciliano Ramos.
(a) (b)
Fig. 5. Rotas ótimas fornecidas pelo TransCAD® para escola: a) Silvia Celina; b)
Graciliano Ramos; na simulação do cenário 2. Fonte: Souza (2017).
3.6 Análise de resultados
Os resultados globais obtidos para cada cenário analisado (utilizado atualmente, simulação
1 e simulação 2) são apresentados na Tabela 1. Por meio dos dados fornecidos é possível
comparar os cenários simulados com a forma como o serviço é realizado atualmente e
verificar as vantagens da implementação de um dos cenários propostos para o sistema de
transporte escolar de Maceió.
Tabela 1. Resultados globais obtidos para cada cenário analisado.
Cenários Atual Simulação 1 Simulação 2
Nº de veículos usados 8 8 5
Restrição do limite de capacidade? Não Sim Sim
Nº de viagens 12 15 18
Nº de alunos transportados 443 443 440
Distância total percorrida (km) 78,73 77,48 77,02
Tempo total (min) 267 263 258
Horário de início 06:18 06:18 06:00
Horário de término 07:37 07:35 07:36
4 CONCLUSÕES
Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver uma metodologia para modelagem
do sistema de transporte escolar, por meio de um software SIG-T, que possibilita a
simulação de diferentes cenários para o transporte de alunos na cidade de Maceió, visando
minimizar parâmetros como: número de veículos utilizados, distância total percorrida e
tempo dos alunos dentro dos ônibus, ou ainda, melhorar a qualidade do serviço ofertado,
ao restringir o número de alunos transportados à capacidade do veículo utilizado.
No desenvolvimento da metodologia proposta, alguns softwares se mostraram essenciais
como ferramentas auxiliares, caso do aplicativo Locus Map® que permitiu mapear as rotas
realizadas atualmente, fornecendo, além do resultado gráfico, dados estatísticos do
percurso registrado. Os dados por ele obtidos foram exportados para o programa Google
Earth®, o qual forneceu as imagens e os pontos necessários para a criação do sistema
viário georreferenciado (rodovias, avenidas e ruas) em um software CAD. A malha viária
gerada foi exportada para o TransCAD®, programa de Sistema de Informação Geográfica
com módulos específicos para solução de problemas de planejamento de transportes.
Assim, foram criados dois bancos de dados, um com informações a respeito da camada de
linha (vias) da malha viária e outro com informações da camada de pontos (cruzamentos,
locais das garagens, escolas e pontos de parada). Parâmetros do tráfego da região foram
obtidos por meiodo programa Google Maps® e incorporados ao banco de dados criado no
TransCAD®. A malha viária (network) e os bancos de dados gerados foram utilizados
como dados de entrada no módulo de roteirização de veículos do TransCAD®, no qual
foram definidos também as características dos veículos utilizados para o transporte dos
alunos. Os softwares utilizados foram de grande importância para o desenvolvimento do
trabalho, e se mostraram adequados aos propósitos, tanto de manuseio quanto de precisão.
Na área de estudo, que contava com a atuação de 8 ônibus, conseguiu-se no cenário 2
reduzir esse número para 5, significando 37,5% de economia no processo.
Diante do exposto neste trabalho, pode-se afirmar que a metodologia proposta para a
modelagem do transporte escolar de Maceió, apresentou-se como uma importante
ferramenta de auxílio ao planejamento e gestão do transporte escolar do Munícipio,
possibilitando a extensão das simulações e análises de cenários que busquem minimizar os
custos e/ou melhorar a qualidade do serviço ofertado.
Sugere-se como estudo complementar ao apresentado neste trabalho uma análise da
localização ótima dos pontos de embarque dos estudantes com o objetivo de reduzir as
distâncias percorridas pelos alunos no trajeto casa – ponto de embarque e a distância total
percorrida pelos veículos de transporte escolar do município.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem à Secretaria de Educação de Maceió-AL pela oportunidade de
estágio curricular e acesso aos dados institucionais sobre o transporte escolar do município.
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Monografia (Graduação em Engenharia de Produção) – Universidade Federal do Ceará,
Fortaleza-CE