CapTrack — trajetória de veículos

Os cinco veículos de projeto do DNIT podem ser executados: VP, CO, O, SR e RE. Ver O catálogo de veículos.

O que faz

Digitar CAPCAD_CAPTRACK abre a janela de opções. Ela é não modal e única por sessão: digitar o comando de novo apenas traz a janela de volta.

Os botões Executar e Executar com o mouse da janela rodam o mesmo comando, que lê as opções da janela e então:

1. Pede o caminho: uma curva do CAD (line, arc, circle, polyline, spline, ellipse) ou, no Civil 3D com o módulo do CapCad para Civil 3D carregado, um alinhamento. A execução começa na ponta do caminho mais próxima de onde você clicou: para andar no outro sentido, clique perto da outra ponta. Com Marcha à ré marcado, o caminho é o do eixo traseiro do último veículo da composição. Qualquer outra entidade é recusada com uma mensagem e o pedido se repete.
2. Amostra o caminho em pontos: o espaçamento é um quarto do menor comprimento de tração da cadeia, limitado à faixa de 0,10 m a 0,50 m. Arcos e curvas são convertidos em segmentos retos nessa etapa.
3. Roda a simulação. O ponto de comando avança de passo em passo pelo caminho amostrado; a cada passo, cada unidade é puxada pela tractrix e a carroceria é registrada. Uma janela de progresso mostra os passos e, em seguida, a montagem do envelope; Cancelar interrompe a execução e nada é desenhado.
4. Constrói a saída: o rastro de cada ponto de roda, a união de todas as pegadas inflada pelo gabarito, os trechos dos obstáculos que ficam dentro do envelope (quando há obstáculos selecionados) e as seções de largura varrida (quando há um intervalo na página Opções).
5. Consolida o resultado no desenho (Executar) ou entrega a prévia que acompanha o mouse (Executar com o mouse). Se o mesmo veículo já foi rodado no mesmo caminho, partindo da mesma ponta e no mesmo sentido (frente ou ré), o resultado anterior é apagado e substituído; qualquer outra combinação se soma ao desenho.

A linha de comando informa o resultado: nome do veículo, número de passos, quantos rastros de roda, quantos anéis o envelope tem e o gabarito aplicado; quantas entidades da execução anterior foram substituídas; o resultado da verificação de obstáculos; a largura varrida máxima, com a tabela das seções; e, em marcha à ré, um aviso quando o veículo dobra mais de 90° (canivete).

A tractrix, em uma linha

Para uma unidade rígida com ponto de comando F (o eixo direcional do cavalo, ou o engate do reboque) e eixo traseiro R, separados pelo comprimento de tração L, quando F vai para uma posição nova:

R_novo = F_novo + L × normaliza(R_antigo − F_novo)

O rumo da unidade é a direção de R_novo para F_novo. O ponto de engate fica a uma distância fixa do eixo traseiro, medida ao longo do rumo, e é ele que puxa a unidade seguinte. Repetido ao longo da cadeia e ao longo do caminho, esse passo único é a simulação.

Na largada, a cadeia inteira é assentada reta, alinhada com a tangente inicial do caminho, cada unidade recuada de L a partir da anterior. É por isso que o primeiro passo já sai coerente, em vez de sacudir nos primeiros metros.

Fluxo de trabalho

1. Desenhe (ou escolha) a polyline ou o alinhamento que representa o caminho percorrido pelo eixo direcional do veículo (em marcha à ré, pelo eixo traseiro do último veículo), e não a borda da pista nem o eixo da via, se eles não coincidirem.
2. Rode CAPCAD_CAPTRACK. A janela abre flutuando.
3. Escolha o veículo em Veículo de projeto (1). A prévia (5) desenha a cadeia em planta, com os pontos de roda; um veículo incompleto mostra ali a lista do que falta e o Executar (6) fica desabilitado.
4. Informe o Gabarito (m) (2) se quiser a folga somada ao envelope. Zero é o padrão.
5. Para verificar meios-fios, bordas, postes ou ilhas, clique em Selecionar ao lado de Obstáculos (3) e selecione as curvas. Elas valem para todas as execuções seguintes, até Limpar.
6. Clique em Executar (6) para desenhar o resultado direto, ou em Executar com o mouse (4) para mover o veículo com o mouse. A janela do CAD vem para a frente e pede o caminho: clique perto da ponta onde ele começa.
7. Com Executar, o resultado já está no desenho. Com Executar com o mouse, mova o cursor ao longo do caminho para ver o veículo em cada estaca e clique para consolidar, ou Esc para descartar.

O formulário

Sem captura de tela. A janela tem o painel lateral com ícones do CapCad à esquerda e cinco páginas: Veículo (controles 1, 3 e 5), Opções (2, 8, 10, 11, 12 e o código do veículo nos layers), Meus veículos (ver Veículos próprios), Sinalização (não disponível nesta versão) e Aprender (vídeos, exemplos e a Zona de aprendizado). Dirigir com o mouse (9), Executar com o mouse (4), Executar (6) e Fechar (7) ficam embaixo em todas as páginas, com um link laranja Reset ao lado, em todos os CADs: ele apaga o que a última execução desenhou e traz de volta o que ela substituiu. Um Ctrl+Z desfaz uma execução inteira. A janela lembra, entre sessões, o veículo, o filtro de tipo, o gabarito, a largura varrida, o código nos layers e a marcha à ré.

O que é desenhado

Os layers são criados pelo catálogo de layers do CapCad (família CAPTRACK), que dá as cores da tabela, ou as do estilo ativo se ele as redefinir, e o prefixo do estilo (CAPCAD_CAPTRACK-ENVELOPE no estilo CapCad); se já existirem, são reaproveitados como estão. Com Código do veículo no nome dos layers marcado na página Opções (o padrão), o código do veículo vai no fim, CAPCAD_CAPTRACK-ENVELOPE_SR e CAPCAD_CAPTRACK-WHEELPATH_SR, e as trajetórias de cada veículo ficam em layers próprios, que podem ser congelados, comparados ou apagados separadamente. Caracteres que um nome de layer não aceita são trocados: espaço por _, vírgula decimal por ., barra por - (AASHTO P/T vira _AASHTO_P-T).

Cada rastro de roda carrega, nas propriedades da curva, a unidade (tractor, semitrailer, fulltrailer, rigid…) e o número do eixo, o que permite identificá-los depois.

Obstáculos

Os obstáculos são curvas do desenho (line, arc, circle, polyline): meios-fios, bordas, postes desenhados como círculos, ilhas. Cada execução recorta cada obstáculo pelo envelope (com o gabarito) e desenha no layer CAPTRACK-CONFLICT os trechos que ficam dentro dele. A linha de comando diz quantos obstáculos foram atingidos e quantos metros deles estão dentro, ou que nenhum toca o envelope. Obstáculos selecionados em outro desenho não são verificados.

Largura varrida

Com um intervalo na página Opções, o CapTrack traça, a cada tantos metros do início do caminho, uma linha em esquadro com o caminho, da borda direita à borda esquerda da área varrida pelo veículo, sem o gabarito, e escreve a largura ao lado (altura do texto: um quinto da largura do veículo, no mínimo 0,25 m). A linha de comando dá a largura máxima, onde ela ocorre e quanto ela passa da largura do veículo (a sobrelargura), e a tabela das seções com a distância, a largura e as partes à esquerda e à direita do caminho.

Marcha à ré

Com Marcha à ré, o caminho é o do eixo traseiro do último veículo da composição, que anda de ré, de frente para o lado oposto ao do movimento. Cada unidade é resolvida a partir da de trás: o último veículo fica tangente ao caminho, uma unidade com a quinta roda sobre o eixo segue a direção em que o engate anda, e uma unidade com o engate fora do eixo segue a tractrix a essa distância. Nada limita o esterçamento: um caminho que pede mais do que o veículo consegue aparece como um ângulo grande entre as unidades, e a linha de comando avisa quando ele passa de 90° (canivete).

Dirigir com o mouse

Dirigir com o mouse não pede caminho. Clique o início (em marcha à ré, onde está o eixo traseiro do último veículo) e a direção em que o veículo sai; depois, a cada movimento do mouse, o CapTrack mostra o caminho até o cursor, os rastros de roda e o veículo onde ele chegaria. Cada clique fixa um ponto e o caminho continua dali; Desfazer tira o último ponto, Enter termina e Esc cancela. Entre os pontos o caminho é reto, e cada canto vira um arco com o menor raio que o veículo faz, calculado do raio mínimo da roda dianteira externa (em marcha à ré, o do eixo traseiro do último veículo). Um ponto que pede uma curva mais fechada, ou que não deixa espaço para o arco, aparece em vermelho e o clique é recusado com uma mensagem. Um veículo sem raio mínimo liga os pontos com cantos. Ao terminar, o caminho fica no desenho como uma polyline no layer CAPTRACK-PATH, para editar e rodar de novo com os outros botões, e a execução é desenhada como no Executar, com obstáculos e largura varrida. O Reset apaga também o caminho.

Início e fim da execução

Com Veículo inteiro sobre o caminho no início e no fim marcado (o padrão), a execução começa quando o veículo inteiro já está sobre o caminho: andando para a frente, com o eixo traseiro do último veículo no início do caminho; em marcha à ré, com o eixo dianteiro do primeiro. Ela termina com o eixo que segue o caminho no fim dele, o veículo ainda sobre o caminho. Assim o começo e o fim são do mesmo jeito. Desmarcado, o veículo começa reto, com o eixo que segue o caminho no início dele e o resto do veículo para trás, fora do caminho. Um caminho mais curto que o veículo roda inteiro e a linha de comando avisa. Lembre também que a execução começa na ponta do caminho mais próxima de onde você clicou: clicar perto da outra ponta inverte o sentido.

O veículo, como o CapTrack o descreve

O CapTrack não conhece "caminhão": conhece uma cadeia de unidades rígidas, cada uma com quatro dados.

Quando o veículo vem do catálogo de engenharia, essas quatro coisas são derivadas das cotas do manual:

Toda unidade que puxa outra informa o seu engate em couplingOffsetFromRearAxle (o cavalo pode usar o nome antigo, kingpinOffsetFromRearAxle); sem ele, o veículo fica (incomplete) e a prévia mostra o campo que falta. Assim, bitrem, ônibus biarticulado, cavalo + semirreboque + reboque e treminhão são só mais unidades na lista. Um reboque com lança é descrito como um dolly (a lança e o eixo dianteiro) seguido de um semitrailer (a carroceria, girando sobre o dolly).

A meia-bitola das rodas é a meia-largura menos 0,15 m, porque a fonte traz a largura da carroceria e não a bitola.

O catálogo de veículos

O catálogo padrão acompanha o produto. Um catálogo colocado na pasta CapTrack da pasta de instalação do CapCad tem precedência sobre ele.

Ele traz os cinco veículos de projeto do DNIT, com a largura e o comprimento total das tabelas de projeto geométrico:

Os cinco têm a geometria por eixo (entre-eixos, balanços, pino-rei) tirada das Figuras 11 a 15 do IPR-718. No SR, a posição do pino-rei e a frente do semirreboque não são cotadas no manual e foram medidas na escala do desenho; a cota impressa 7,90 foi tomada como 8,00, para que a soma feche os 16,80 m impressos. O RE segue a cadeia da Figura 15 (0,90 / 3,35 / 6,05 / 2,85 / 6,05 / 0,60 = 19,80): cavalo trucado, semirreboque e um reboque com lança e eixo dianteiro próprio. O que a figura não cota foi medido na escala do desenho: o pino-rei sobre o conjunto traseiro do cavalo, a frente do semirreboque 1,55 m à frente do pino-rei, o olhal da lança 0,65 m atrás do eixo do semirreboque (lança de 2,20 m) e a frente do reboque 0,60 m à frente do seu eixo dianteiro. Simulado com o raio do manual, o RE dá raio interno de 6,97 m, contra os 6,90 m da Tabela 6. Cada veículo traz também o raio mínimo da roda externa dianteira da Tabela 6 do IPR-718 (7,30 m no VP, 12,80 m no CO e no O, 13,70 m no SR e no RE), que desenha o gabarito de giro.

Em seguida vem um catálogo AASHTO, com 19 veículos de projeto do Green Book de 2004 (métrico): P, SU, BUS-12, BUS-14, CITY-BUS, S-BUS11, S-BUS12, A-BUS, WB-12, WB-15, WB-19, WB-20, as combinações duplas e triplas WB-20D, WB-30T e WB-33D, MH, P/T, P/B e MH/B, listados como AASHTO <símbolo>, com as medidas e o raio mínimo de projeto do Green Book. Eixos em tandem são tomados no centro do conjunto. Nas duplas e triplas, cada semirreboque de trás vai sobre um dolly engatado na traseira do semirreboque da frente. Simulados num giro de 180° com esse raio, todos ficam a menos de 0,25 m do raio interno mínimo do Green Book, menos o WB-33D, que dá 4,21 m contra 4,5 m. No WB-20D, o comprimento total impresso (22,4 m) não fecha com a soma das cotas da própria figura (22,03 m); a geometria usa as cotas.

Outro catálogo traz veículos específicos de fabricante, listados depois desses: nesta versão, o ônibus Mercedes-Benz OF 1726L/59 com 11 m (medidas da carroceria do gabarito de um encarroçador, entre-eixos de 5,95 m do folheto do fabricante) e com 13,2 m (o mesmo entre-eixos, com o comprimento a mais dividido entre os balanços na mesma proporção; uma primeira estimativa, que pode mudar), os dois com raio mínimo de 9,80 m (metade do círculo de viragem de 19,6 m entre guias do folheto).

Há também duas amostras, com dimensões provisórias:

A Sample: VP casa com as cotas gerais do VP do DNIT (2,10 × 5,80 m); a Sample: SR não casa com o SR. As duas são provisórias.

Veículos próprios

A página Meus veículos acrescenta veículos que não estão no catálogo, por exemplo um ônibus ou caminhão específico, a partir do desenho do fabricante. Novo limpa os campos; Copiar de... abre a lista dos veículos do catálogo e começa um veículo novo com as medidas do escolhido, chamado "cópia de ...", para mudar e salvar (o RE e as duplas e a tripla da AASHTO, que têm dolly, não aparecem nessa lista; um veículo com unidades de larguras diferentes vem com a maior). Digite o Nome, escolha o Tipo (Rígido ou Cavalo + semirreboques) e informe a largura, o balanço dianteiro, o entre-eixos e o balanço traseiro. No cavalo com semirreboques, informe também a posição do pino-rei (à frente do eixo traseiro do cavalo, negativa quando atrás dele) e o Número de semirreboques, de 1 a 12, sem limite de bitrem: uma composição canavieira com quantos semirreboques o cavalo puxar. Em Semirreboque nº escolha qual semirreboque os campos de baixo mostram: a frente ao pino-rei, o pino-rei ao eixo traseiro, o balanço traseiro e onde fica o engate do seguinte, atrás do eixo (negativo quando à frente; desligado no último). Aumentar o número copia o último semirreboque. Num ônibus biarticulado, cada articulação é um "pino-rei" e cada vagão, um semirreboque. Esses campos ficam desligados no veículo rígido. O raio mínimo da roda dianteira externa (metade do círculo de viragem entre guias do folheto; 0 quando não se sabe) desenha o gabarito de giro; um raio pequeno demais para o entre-eixos fica vermelho. Informe as medidas do veículo pronto, com a carroceria, e não as do chassi: o envelope é desenhado a partir da carroceria. Quando os campos não cabem na altura da janela, a lista rola.

A página mostra o comprimento total e desenha o veículo enquanto você digita. Nome vazio, nome já existente ou entre-eixos zero deixam o campo vermelho e o Salvar desligado, com o motivo embaixo dos campos. Os veículos salvos aparecem na lista Veículo de projeto depois do catálogo, em todos os CADs, para o usuário do Windows que os salvou (ficam em %LocalAppData%\CapCad\CapTrack\vehicles.user.json). Excluir remove o selecionado, depois de uma confirmação.

Um catálogo próprio também pode ser escrito em JSON, tanto no formato de engenharia (cotas de manual, derivadas pelo CapCad) quanto no formato direto (comprimento de tração, contorno e pontos de roda já prontos). Os dois esquemas estão em CapTrack/data/ no produto.

Como as opções se combinam

O passo da simulação não é o espaçamento da amostragem do caminho. São duas grandezas diferentes, ambas derivadas do menor comprimento de tração da cadeia:

Para a Sample: VP (L = 3,40 m), o caminho é amostrado a cada 0,50 m e simulado a cada 0,17 m. Ou seja: a simulação é fina, mas anda sobre um caminho que já foi transformado em cordas de meio metro. Numa curva fechada e curta, é a amostragem que limita a fidelidade, não o passo.

A tractrix discreta corta um pouco os cantos em relação à solução contínua — quanto maior o passo, maior o corte. Como nem o passo nem a amostragem são configuráveis na janela, o resultado é o que é: um envelope representativo, adequado para verificar espaço de manobra, e não uma peça metrológica.

O gabarito (2) infla só o envelope. Os rastros de roda saem sempre na posição real.

A prévia interativa

Com Executar com o mouse, a simulação inteira já foi calculada quando a prévia começa. Mover o cursor não recalcula nada: o comando projeta o cursor sobre o caminho, converte a estaca em número do passo e redesenha o contorno do veículo naquele passo. Por isso é fluido mesmo num comboio.

• Os rastros de roda aparecem em ciano e ficam parados.
• O contorno do veículo aparece em amarelo (ACI 2) e acompanha o cursor.
• Tudo isso são gráficos transitórios: não estão no desenho, não entram em seleção, não são plotados.
• O clique consolida — e consolida o resultado inteiro, o mesmo que o Executar produziria. A posição em que você parou o cursor não muda nada do que é desenhado.
• Esc descarta e a linha de comando informa CapTrack: cancelled.

Lembrado entre sessões

A janela grava em %LocalAppData%\CapCad\CapTrack\settings.json, ao executar e ao fechar: o veículo, o filtro de tipo, o gabarito, a largura varrida, o código do veículo nos layers, a marcha à ré, o veículo inteiro sobre o caminho, a envoltória contínua e a hachura, que voltam na próxima abertura. Os obstáculos não são lembrados.

O catálogo de veículos é relido a cada abertura da janela.

Notas

• A substituição vale para a mesma execução. O mesmo veículo, no mesmo caminho, partindo da mesma ponta e no mesmo sentido, apaga o resultado anterior; outro veículo, outra ponta ou a marcha à ré se somam. Os layers de cada veículo ficam separados quando o código do veículo está no nome.
• O caminho é o percurso do eixo direcional, não a borda da pista nem o eixo da via. Um caminho tirado do eixo da via faz o veículo inteiro correr deslocado.
• É um modelo de baixa velocidade. Não há deriva de pneu, superelevação, nem ampliação por velocidade. Para verificação de manobra em interseção, rotatória, pátio e acesso, é o modelo certo; para trajetória em velocidade, não é.
• A simulação é plana. O caminho é lido só em X e Y — uma polyline 3D é achatada.
• Toda a mensagem do comando está em inglês, em qualquer idioma do produto: o pedido do caminho, o aviso de veículo incompleto, o resumo final. Os rótulos da janela, esses, estão traduzidos.
• A janela abre centralizada na janela-mãe e pode nascer sobre a área de desenho; arraste-a para o lado antes de escolher o caminho.