Understanding temporal, weather and spatialvariation patterns in São Paulo urban bus travel speeds.

Abstract

ualmente existem muitas fontes de dados oriundos de movimentação de pessoas e veículos. Deduzir o comportamento do tráfego a partir desses dados pode ser de grande utilidade para a gestão do tráfego. Entretanto, os métodos existentes podem não abordar todas as dimensões referentes ao comportamento do tráfego, em especial sob efeito de adversidades, como por exemplo - eventos climáticos. O objetivo dessa dissertação é apresentar uma combinação de métodos estatísticos e de análise espacial, para uso na compreensão dos padrões temporais e espaciais de variabilidade das velocidades, em condições normais e sob o impacto da precipitação. O método consiste na mineração de dados de micro trechos de deslocamento (microviagens), através da combinação de estatísticas descritivas, árvores de regressão CHAID (Chi square automatic interaction detection) e análises espaciais (Krigagem). Para a validação do método foram utilizados dados obtidos, durante março de 2014, de operação da frota de ônibus municipal da cidade de São Paulo, fornecidos pela São Paulo Transportes (SPTrans). Os dados de precipitação de chuva foram fornecidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Os resultados demonstraram o impacto da precipitação sobre a variabilidade das velocidades por dia da semana e hora do dia. Adicionalmente, com base nos conjuntos de dados classificados via CHAID, foram produzidas representações da distribuição das velocidades sobre a superfície através uso da Krigagem. Observou-se uma consistente queda das velocidades no período vespertino, principalmente entre 16:00 e 19:00 horas, frequentemente agravados pela presença de precipitação. Foram selecionados casos de alta variabilidade, a partir da técnica CHAID, que foram analisados espacialmente. Os efeitos da queda da variabilidade foram observados geograficamente, demonstrando que a infraestrutura de transporte é um importante fator em sua caracterização. O estudo demonstra a viabilidade desta abordagem e a importância de incorporar a geografia no entendimento da variabilidade das velocidades em geral. Nowadays there is a wide number of movement data sources which can be useful in transportation management. However, the existing methods may not cover all traffic dimensions, especially under inclement weather. The objective of this work is presenting a combination of statistical and spatial methods which allows to understand space and time speed patterns, considering regular operation conditions in comparison with rainfall events. The method consists in sequential bus tracking data segments (micro travel) mining by the combination of descriptive statistics, CHAID (Chi square automatic interaction detection) regression trees and spatial analysis (Kriging). To validate the method, São Paulo bus fleet tracking data provided by SPTrans, and rainfall precipitation, provided by INMET was combined and processed. The results presented rainfall as a relevant factor of speed variability by day of week and time of the day. A consistent speed decrease in the afternoon period, mainly between 4:00 PM and 7:00 PM, was observed. Such effects are more intense in face of rainfall precipitation. The highest variability cases obtained by CHAID classification was selected and spatially analyzed showing the transportation infrastructure is an important variability component. Such results show the importance of a geographic approach over speed variability.