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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)
alex_solon@hotmail.com
Fernando de Araujo (UFU)
fernandoengenharia@yahoo.com.br
Carlos Alberto Faria (UFU)
cafaria@ufu.br
Luciano Nogueira (UFU)
fernandoengenharia@yahoo.com.br
Nathalie Ribeiro Silva (UFU)
fernandoengenharia@yahoo.com.br
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, cafaria@ufu.br
Fernando de Araújo, UFU/FECIV, fernandoengenharia@yahoo.com.br
Luciano Nogueira, UFU/FECIV, luc_nogueira_33@hotmail.com
Nathalie Ribeiro Silva, UFU/FECIV, nathaliersilva@yahoo.com.br
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.
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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.
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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
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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.
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7
4
26
12
7
11
14
3
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11
67 7
20
109
27
9
14
20
7
15
27
64
14
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1…
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2…
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3…
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4…
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5…
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7…
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Po
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14…
Po
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16…
Po
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17…
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18…
Po
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19…
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20…
Po
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21…
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22…
Po
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23…
Po
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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.
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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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