Evaluation of traffic performance at roundabouts

Abstract

Roundabouts have evolved into one of the most common forms of crossings. Their success in resolving traffic issues and enhancing junction performance has been critical to their adoption. In ancient times, roundabouts were the subject of study by many scientists who transformed the traffic principles by which they were governed and today they are considered one of the most widely implemented alternatives worldwide. Speed reduction, greater safety, shorter wait times, and higher capacity as compared to any other at-grade junction. These characteristics have resulted in their deployment all over the world. This dissertation aims to study and compare the performance of various models to assess the capacity of a roundabout. Thus, a comparison of the capacity calculation models developed in different countries to estimate the performance of roundabouts is done, relying its assessment on numerous elements ranging from geometric attributes to driving behaviour. Furthermore, several performance measures such as delay, degree of saturation, and others are evaluated, which will allow comparing empirical, analytical and simulation models. In this work, a microsimulation model for roundabouts with the application of the PTV VISSIM software is applied. Vissim is considered a tool that simplifies road network research and analysis. allowing to analyze the performance of a roundabout through the evaluation of several indicators in different parts of the roundabout such as entries, exits and conflicting carriageway. Finally, a case study of the roundabout performance in the city of Guimaraes, Portugal, under its geometric and traffic features is done based on real traffic data.

As rotundas têm evoluído para uma das formas mais comuns de cruzamentos. O sucesso das rotundas na resolução de questões de tráfego e na melhoria do desempenho dos cruzamentos, em termos de eficiência e segurança, tem sido crítico para a sua adopção. No inicio da implementação de interseções giratórias, as rotundas eram objecto de estudo por muitos cientistas que alteraram os princípios de trânsito pelos quais eram governadas, passando por alterar a ordem de prioridade para quem entrava circulava no interior da rotunda, que alterou completamente o projeto, dimensionamento e avaliação do desempenho deste tipo de soluções. Características como a redução da velocidade, a segurança, a redução dos tempos de espera e a maior capacidade em comparação com outros tipos de cruzamento tornaram as rotundas uma excelente solução para serem implementadas em diversos contextos rodoviários, que resultou na sua disseminação e forte implantação em todo o mundo. Neste contexto, o objectivo desta dissertação é estudar e caracterizar os modelos mais comuns para avaliar o desempenho deste tipo de interseções. Para esse efeito, é feita uma comparação de modelos de cálculo de capacidade desenvolvidos em diferentes países para estimar o desempenho de rotundas, tendo por base a avaliação de diversos elementos geométricos e de circulação do tráfego. No processo comparativo são avaliadas várias medidas de desempenho, tais como o atraso, grau de saturação, comprimento das filas de espera, entre outras. Neste trabalho são comparados modelos empíricos e analíticos com os modelos de microssimulação. Para este efeito, foi desenvolvido um estudo de caso numa rotunda da cidade de Guimarães, Portugal, tendo sido utilizado o software PTV VISSIM, que é considerada uma ferramenta que simplifica o estudo e análise do funcionamento de uma rede rodoviária, particularmente ao nível das interseções. Os resultados mostraram uma grande semelhança entre os modelos de capacidade empíricos e analíticos, assim como, destes com o modelo de microssimulação.