Para quê?

Melhorar a fiabilidade dos horários do transporte público é uma prioridade da TML – Transportes Metropolitanos de Lisboa. Essa fiabilidade não depende apenas do planeamento e da operação do serviço. Depende também da infraestrutura e de fatores externos, sobretudo do congestionamento rodoviário que afeta os autocarros.

A Prioridade Semafórica Inteligente ao Transporte Público (Intelligent Transit Signal Priority, iTSP) permite que os semáforos deem prioridade aos veículos de transporte público em condições definidas. Pode assim reduzir os atrasos devidos ao tráfego e melhorar a fiabilidade do serviço dos vários operadores.

Para avaliar a viabilidade da iTSP em larga escala na Área Metropolitana de Lisboa (AML), é preciso conhecer a qualidade dos feeds de posição GPS dos vários operadores rodoviários, uma potencial fonte de dados para futuras implementações. Foram avaliadas a latência e a frequência de atualização das posições, a qualidade dos dados na sua distribuição geográfica e por operador. Das análises resultaram as conclusões e recomendações apresentadas abaixo.

Como?

Foi realizada uma análise de dados de telemetria em tempo real das frotas de autocarros de vários operadores de transporte público na AML. Foram processados mais de 53 milhões de eventos de posição da semana de amostra de 14 a 20 de setembro de 2026.

Cada posição GPS foi associada a uma grelha espacial H3 de resolução 8 (hexágonos com cerca de 0,7 km² de área e 460 m de lado). Em cada célula e para cada operador, foram calculados dois indicadores de qualidade de serviço:

Latência da telemetria: o atraso de transmissão entre a criação da posição no veículo e a sua receção no servidor, em segundos:

$\Delta t = t_{\text{received}} - t_{\text{created}}$
Frequência de amostragem: a cadência de envio, medida em cada percurso de um veículo (viagem) dentro de cada célula, em posições por segundo:

$f = \frac{N_{\text{eventos}} - 1}{\Delta t_{\text{intervalo}}}$

As agregações cobrem cada operador individualmente e dois conjuntos:

CM Global: Carris Metropolitana, Áreas 1 a 4;
Global: todos os operadores rodoviários analisados.

Para um sistema semafórico inteligente, a precisão espacial sem atualidade temporal tem pouca utilidade:

se a posição chega com latência elevada, o autocarro já passou o cruzamento, ou já está parado na fila, quando a prioridade é calculada;
se o autocarro reporta com baixa frequência, a estimativa de velocidade e a previsão da hora de chegada degradam-se, provocando extensões de verde indevidas ou janelas de atuação perdidas.

Para determinar onde a prioridade semafórica inteligente é hoje tecnologicamente viável, e se os dados de cada operador a permitem, cada área (célula H3) e cada operador foram avaliados contra dois limiares:

Critério	Requisito	Significado operacional
Latência	$\le 10\text{ s}$	Garante posições atuais dos veículos para os ciclos de controlo semafórico
Frequência	$\ge 0{,}1\text{ /s}$	Garante pelo menos uma posição GPS a cada $10\text{ s}$
Adequação (suitability)	Latência e frequência dentro dos limiares	A célula H3 é considerada adequada para iTSP

A adequação foi calculada de duas formas:

Adequação por medianas: usa a latência mediana e a frequência mediana da célula;
Adequação por médias: usa a latência média e a frequência média da célula.

Células sem dados de frequência são classificadas como não adequadas.

Dashboard

Para apoiar a análise, foi desenvolvido um dashboard espacial interativo dos operadores de transporte rodoviário da AML, disponível clicando no link na legenda da imagem abaixo.

Figura 1 - Dashboard relativo ao estudo da latência, frequência e adequação dos dados GPS dos veículos dos operadores rodoviários na AML.

O dashboard permite explorar a latência, a frequência e a adequação no território metropolitano e por operador:

Mapa 2D: filtros por operador, por métrica e por adequação Global.
Mapa 3D: visualização volumétrica em que a altura de cada coluna representa o volume de eventos ( $N_{\text{eventos}}$ ) e a cor representa a métrica selecionada.
Análise estatística: cartões-resumo (média, desvio-padrão, mediana, IQR, mínimo e máximo) e um gráfico de distribuição (linha e caixa de bigodes) por operador.

Resultados

A mediana é a métrica mais representativa

Em sistemas telemáticos, os fluxos de posições GPS têm distribuições fortemente assimétricas, com caudas longas à direita.

Quando o equipamento de bordo atravessa zonas sem cobertura celular, túneis ou zonas mortas nos parques de recolha, guarda as posições localmente. Quando recupera a ligação, envia de uma só vez as posições acumuladas (burst replay). Nesses eventos, a latência pode chegar a minutos ou mesmo horas. Estes valores extremos inflacionam muito a média aritmética: por exemplo, a latência média das células no conjunto Global sobe para cerca de $193\text{ s}$ .

A mediana ( $p_{50}$ ) é robusta a estes envios em lote e picos de transmissão, e representa a experiência operacional típica de um veículo ativo na via. Por isso, os resultados seguintes usam a adequação por medianas.

Diferenças entre operadores e prontidão da rede

A análise revela diferenças marcadas de infraestrutura tecnológica e de integração de dados entre operadores:

Operador	Latência mediana	Frequência mediana	% de células onde o serviço ocorre adequadas
Carris	$35{,}7\text{ s}$	$0{,}11\text{ /s}$	$0{,}0\%$
Carris Metropolitana Área 1	$1{,}8\text{ s}$	$0{,}11\text{ /s}$	$66{,}4\%$
Carris Metropolitana Área 2	$2{,}1\text{ s}$	$0{,}10\text{ /s}$	$52{,}8\%$
Carris Metropolitana Área 3	$1{,}9\text{ s}$	$0{,}11\text{ /s}$	$65{,}9\%$
Carris Metropolitana Área 4	$0{,}5\text{ s}$	$0{,}09\text{ /s}$	$43{,}8\%$
Carris Metropolitana (Global – todas as Áreas)	$1{,}8\text{ s}$	$0{,}10\text{ /s}$	$55{,}7\%$
Mobicascais	$14{,}9\text{ s}$	$0{,}03\text{ /s}$	$0{,}0\%$
Transportes Coletivos do Barreiro	$24{,}7\text{ s}$	$< 0{,}01\text{ /s}$	$0{,}0\%$
Global (todos os operadores)	$1{,}8\text{ s}$	$0{,}10\text{ /s}$	$50{,}4\%$

Os valores de latência e de frequência são as medianas, entre as células H3 de cada operador, das medianas de cada célula. A percentagem de células adequadas usa a adequação por medianas. Semana de 14 a 20 de setembro de 2026.

Principais conclusões

A adequação varia sobretudo entre operadores. À escala metropolitana, as diferenças na adequação para iTSP parecem estar mais associadas às características dos sistemas de bordo e de transmissão de dados de cada operador do que à localização geográfica.
A Carris Metropolitana apresenta, em grande parte do território servido, condições favoráveis à prioridade semafórica inteligente. Nas Áreas 1, 2 e 3, a latência mediana é inferior a 3 s e a cadência de reporte ronda os 9 a 10 s. No conjunto das quatro Áreas, 55,7% das células H3 cumprem os critérios de adequação, concentrando cerca de 63% das passagens de viagens registadas por célula.
A Área 4 da Carris Metropolitana regista a latência mediana mais baixa (0,46 s). A frequência mediana observada ( $0{,}09\text{ /s}$ , equivalente a uma posição a cada ~11 s) situa-se ligeiramente abaixo do limiar considerado. Um ajuste do intervalo de reporte para valores inferiores a 10 s poderá aumentar a proporção de células adequadas.
Na Carris, a cadência de reporte cumpre o limiar, mas a latência mediana é superior. A frequência mediana é de $0{,}11\text{ /s}$ (uma posição a cada ~9 s) e a latência mediana é de 35,7 s, acima do limiar de 10 s. Seria útil analisar, os fatores que contribuem para este valor, como o encaminhamento das mensagens, a integração entre sistemas ou a atualização dos equipamentos.
Na Mobicascais e nos Transportes Coletivos do Barreiro, os indicadores encontram-se, para já, fora dos limiares considerados. Na Mobicascais, a frequência mediana corresponde a uma posição a cada ~33 s ( $0{,}03\text{ /s}$ ) e a latência mediana é de 14,9 s. Nos Transportes Coletivos do Barreiro, a combinação de uma frequência mediana muito baixa com uma frequência média elevada é compatível com o envio de posições em lote. Uma eventual aplicação de iTSP nestas redes beneficiaria de uma avaliação prévia da configuração dos equipamentos.
Os limiares utilizados são critérios de triagem e não requisitos normativos. A adequação foi avaliada com limiares de 10 s de latência e 0,1 /s de frequência, adotados como critérios de triagem tecnicamente fundamentados (California PATH, 2008; Sustainable Silicon Valley et al., 2022). Estes limiares não cobrem toda a cadeia de dados e de controlo até ao controlador semafórico. Não devem, por isso, ser interpretados como requisitos mínimos para iTSP sem validação empírica nas condições específicas de cada implementação.

Referências

California PATH. (2008). Toward deployment of adaptive transit signal priority systems (Report No. RRR-2008-24). California Department of Transportation. https://dot.ca.gov/-/media/dot-media/programs/research-innovation-system-information/documents/f0017129-id703-to5404-final-report-rrr-2008-24.pdf
Sustainable Silicon Valley, City/County Association of Governments of San Mateo County, & San Mateo County Transit District. (2022). Intelligent Transit Signal Priority (iTSP) final report. https://ccag.ca.gov/wp-content/uploads/2022/08/Final-Report.pdf
Uber Technologies. (2018). H3: A hexagonal hierarchical geospatial indexing system. https://h3geo.org

GPS Latency and Frequency