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Engenharia Civil

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Engenharia Civil Imagem: IP, S.A. ANÁLISE E SIMULAÇÃO DO IMPACTO DA IMPLEMENTAÇÃO FASEADA DE UMA LINHA DE ALTA VELOCIDADE NO CORREDOR LISBOA-PORTO – CASO DE ESTUDO DO TROÇO PORTO-AVEIRO – Diogo Manuel Antunes Machado Dias Victória Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Orientador: Professor Doutor Paulo Manuel da Fonseca Teixeira Júri Presidente: Professor Doutor João Torres de Quinhones Levy Orientador: Professor Doutor Paulo Manuel da Fonseca Teixeira Vogal: Professor Doutor Nuno Alexandre Baltazar de Sousa Moreira Outubro de 2015 Agradecimentos Esta dissertação é o resultado final deste meu percurso académico que representou um passo muito importante na minha vida. Quero assim deixar o meu sincero agradecimento a todos aqueles que me acompanharam de perto, me ajudaram e me animaram ao longo de todo este percurso. Agradeço ao Professor Dr. Paulo Teixeira pela força e motivação que me transmitiu durante o lecionamento da disciplina de Engenharia Ferroviária e ao longo de toda a duração de concretização desta dissertação. Pelas suas abordagens construtivas que no final levaram a um enriquecimento do conteúdo abordado neste trabalho, tornando-o mais profícuo. Quero agradecer a todos os meus amigos que muitos bons momentos me proporcionaram e muita ajuda me deram nos momentos mais complicados. Desejo-vos tudo de bom, que a vida vos sorria assim como foi nos nossos momentos mais felizes e divertidos. Quero particularmente agradecer ao António, ao Tojo, ao Rui, ao João, ao Diogo, ao Sequeira, ao Teixeira e em especial à Fernanda. Agradeço a toda a minha família pelo apoio prestado ao longo desta caminhada e pela coragem que me transmitiram para a realização e conclusão desta dissertação. Quero especialmente agradecer à minha mãe e ao meu pai que sempre desejaram o melhor para mim e muita ajuda me ofereceram ao longo de toda a minha vida. A todos, um grande e sincero obrigado! i ii Resumo Portugal atravessa atualmente um contexto económico e financeiro que obrigou a várias alterações nos projetos de infraestruturas de elevado valor acrescentado, entre os quais o projeto português de alta velocidade. No entanto, as características desadequadas da rede ferroviária nacional e a constante degradação das linhas impedem a circulação de comboios a alta velocidade, que permitiria que o transporte ferroviário se tornasse mais eficiente e competitivo. No decorrer das últimas décadas tem-se investido em modernizações de algumas linhas, mas sem haver alterações significativas no traçado, não é possível assegurar a circulação de comboios de alta performance. O presente trabalho apresenta a hipótese de um investimento incremental para a implementação da rede de alta velocidade em Portugal. De forma a viabilizar economicamente as fases de construção, os troços em linha de alta velocidade (já projetados) seriam executados e articulados com troços atualmente congestionados da rede convencional. Como resultado, além de se conseguir um aumento de capacidade num troço até então saturado, seria introduzida em Portugal a rede de alta velocidade. Esta rede seria constituída com linhas de bitola internacional e conectar-se-ia futuramente com a rede de alta velocidade europeia. Neste trabalho é analisada a construção da Linha de Alta Velocidade num dos troços mais congestionados da Linha do Norte, o troço Porto-Aveiro. O impacto na operação ferroviária com a adoção deste investimento faseado é estudado com recurso à ferramenta informática de simulação OpenTrack. São incluídos na avaliação os tempos de viagem, a velocidade comercial e a capacidade ferroviária. Palavras-chave Alta velocidade ferroviária; investimento incremental; análise de capacidade; simulação ferroviária; OpenTrack; Linha Lisboa-Porto. iii iv Abstract Portugal is crossing an economic and financial conjuncture that forced several changes in high added-value projects of infrastructure, including the Portuguese high-speed rail project. However, inadequate characteristics of the national rail network and constant line degradation deny trains for travelling at high speeds, which would allow the railway transportation to become more efficient and competitive. In the course of the last decades, there has been an investment in modernization of a few lines, but without significant changes in the track layout, it is not possible to assure the circulation of high performance trains. The current work presents the hypothesis of an incremental investment for the implementation of high-speed rail network in Portugal. In order to economically viable the phases of construction, the (already designed) sections of high-speed rail line would be executed and connected with today congested sections of the conventional network. As a result, in addition to increasing capacity in a section until then saturated, it would start the implementation of the high-speed rail network in Portugal. This network would be built with the international track gauge and in the future connected with the European high-speed rail network. In this work is analysed the construction of the high-speed rail line in one of the busiest sections of Northern Line, the Porto-Aveiro section. The impact on railway operation by adopting this phased investment is studied with the OpenTrack computer simulation tool. It is included in the evaluation: travel times; commercial speed; capacity. Key-words High-speed rail; Incremental investment; capacity analysis; railway simulation; OpenTrack; Lisboa-Porto Line. v vi Índice 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 1 1.1. Enquadramento ......................................................................................................................... 1 1.2. Objetivos ................................................................................................................................... 2 1.3. Estrutura da dissertação ........................................................................................................... 3 2. INFRAESTRUTURA FERROVIÁRIA E PLANEAMENTO DE INVESTIMENTOS ......................... 5 2.1. Insfraestrutura ferroviária .......................................................................................................... 5 2.2. Origem e interesse da construção das novas linhas de alta velocidade .................................. 8 2.3. Linha do Norte e o projeto de alta velocidade em Portugal .................................................... 10 2.3.1. A Linha do Norte na Rede Ferroviária Nacional .............................................................. 10 2.3.2. O projeto de alta velocidade em Portugal ....................................................................... 12 2.4. Interesse de uma abordagem incremental nos investimentos em linha de alta velocidade .. 15 2.4.1. Caracterização do modelo de negócio português ........................................................... 15 2.4.2. Interesse em analisar o impacto de um investimento faseado na linha Lisboa-Porto .... 18 3. MODELAÇÃO DA OPERAÇÃO FERROVIÁRIA DE UMA LINHA CONVENCIONAL DE TRÁFEGO HETEROGÉNEO – CASO DE ESTUDO: LINHA DO NORTE ................................... 21 3.1. A simulação no caminho-de-ferro ........................................................................................... 21 3.1.1. Princípios de simulação de uma rede ferroviária ............................................................ 22 3.1.2. Ferramentas de simulação ferroviária ............................................................................. 24 3.2. OpenTrack – Introdução à ferramenta de simulação ferroviária ............................................ 26 3.2.1. Estruturação da aplicação OpenTrack ............................................................................ 27 3.2.2. Dados de input ................................................................................................................. 28 3.2.3. Simulação ........................................................................................................................ 30 3.2.4. Dados de output .............................................................................................................. 31 3.3. Modelação e simulação da operação ferroviária da Linha do Norte no OpenTrack .............. 33 3.3.1. Linha do Norte – Caracterização e considerações para a modelação ........................... 33 3.3.2. Metodologia para a modelação da Linha do Norte em OpenTrack – Fluxograma ......... 38 3.3.3. Input da infraestrutura da Linha do Norte ........................................................................ 39 3.3.4. Input do horário de exploração ........................................................................................ 43 3.3.5. Input do material circulante em serviço ........................................................................... 45 3.3.6. Calibração do modelo da Linha do Norte ........................................................................ 45 vii 4. ANÁLISE DO IMPACTO DE UMA CONSTRUÇÃO FASEADA DE UMA LINHA DE ALTA VELOCIDADE – CASO DE ESTUDO: TROÇO PORTO-AVEIRO ............................................... 47 4.1. Enquadramento do eixo ferroviário Lisboa-Porto: Linha do Norte ......................................... 47 4.1.1. Antecedentes ................................................................................................................... 47 4.1.2. Modernização da Linha do Norte....................................................................................
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