Desastres são eventos complexos que exigem esforços de múltiplos atores para assistirem suas vítimas em tempo hábil a minimizar as perdas de vidas e os custos sociais e materiais da região afetada. Esta dependência de ação entre diferentes atores cria entre eles uma relação de interdependência no que tange o sucesso da operação de resposta. Este trabalho tem como objetivo analisar o problema da coordenação das atividades logísticas em uma operação humanitária utilizando Dinâmica de Sistemas como ferramenta de simulação e análise para verificar como os incentivos e impedimentos à coordenação interagem dinamicamente no ambiente humanitário e como sua estrutura de causa e efeito resulta em comportamentos com impactos e intensidades diferentes daqueles desejados pelos atores envolvidos. Assim, o objetivo específico deste trabalho é desenvolver um modelo de simulação que auxilie na compreensão do problema além de utilizá-lo para sugerir ferramentas que favoreçam o direcionamento do comportamento do sistema às metas de efetividade da ajuda humanitária exigidas pelos múltiplos atores envolvidos nesta. O desenvolvimento do trabalho segue uma estrutura multidisciplinar, buscando o necessário rigor do entendimento do problema tanto na análise da literatura quanto na formulação do modelo e sua utilização. / Disasters are complex events which require efforts from multiple actors to assist their victims on a timely manner to minimize life losses and social cost at the affected region. This action dependence between different actors rise an interdependence relation among them related to the response operation success. This work aims to analyse the problem of coordination of logistics activities in a humanitarian operation using System Dynamics as a simulation and analysis tool in order to verify how the drives and impediments to coordination dynamically interact in a humanitarian context and how its structure of cause and effect results in behaviors with different impact and intensity from those desired by involved actors. Therefore, the specific goal of this work is to develop a simulation model that support the problem understanding and apply it to suggest tools with potential to drive the system behavior towards the effectiveness goals required by the multiple actors in this environment. The development follows a cross-sectorial structure, willing to apply the necessary comprehension of the problem both in the literature review and in the model formulation and application.

Neste trabalho analisamos o comportamento dinâmico de um modelo clássico e de um modelo quântico de spins na presença de um campo magnético externo. Para estudar a dinâmica de um sistema de spins clássico utilizamos um modelo de Ising bidimensional com interações entre spins primeiros vizinhos na direção vertical diferente daquelas entre spins primeiros vizinhos na horizontal. Através do formalismo da equação mestra, e considerando o processo estocático de Glauber dentro da aproximação de pares dinâmica, determinamos os diagramas de fases estacionários para o modelo na presença de campos magnéticos estáticos e oscilantes no tempo. Dependendo dos valores da razão entre os acoplamentos na horizontal e na vertical, da frequência e da amplitude do campo oscilante, obtemos diagramas de fases onde estão presentes os ordenamentos ferromagnético, paramagnético e antiferromagnético. Além disso, a transição entre as fases pode ser contínua ou descontínua dependendo dos valores dos parâmetros. O modelo também pode apresentar um comportamento tricrítico. O modelo de Ising em um campo transverso unidimensional à temperatura nula foi o modelo escolhido para estudarmos a resposta de sistemas quânticos de spins sujeitos a campos magnéticos que oscilam periodicamente no tempo. Usamos a aproximação de campo médio e simulações de Monte Carlo para determinar a linha de transição contínua entre as fases ferromagnética e paramagnética presentes no diagrama de fases dinâmico do modelo. / In this work we have analized the dynamical behavior of a classical and of a quantum spin model subject external magnetic fields. For a better understanding of the dynamics of a classical spin system we have chosen a two-dimensional Ising model with interactions between first neighbors in the horizontal direction different from that of the vertical direction. By using the master-equation formalism and taking the stochastic Glauber process, within the dynamical pair approximation, we have determined the stationary phase diagrams of the model for static and oscillating magnetic fields. Depending on the values of the ratio between the horizontal and vertical couplings, the frequency and the amplitude of the time dependent field, we have obtained phase diagrams where the ferromagnetic, paramagnetic and antiferromagnetic phases are present. Besides, the transition between these phases can be continuous or discontinuous depending on the values of the parameters. The model may display also a tricritical behavior. We have also chosen the transverse Ising model in one dimension at zero temperature to study the response of the quantum spin systems subject to time dependent external fields. We have used the mean-field approximation and the Monte Carlo simulations to determine the continuous transition line between the ferromagnetic and paramagnetic phases.

Modelos preditivos de mercado são ferramentas importantes para tomadores de decisões no âmbito público e privado. Devido à complexidade dinâmica do mercado imobiliário, composta pela interação de dois submercados distintos (mercado de ativos imobiliários e mercado de consumo de espaço) e pela limitação de dados disponíveis, o estudo analítico de mercados imobiliários requer a modelagem paramétrica de um sistema de equações que os descrevam, seguido pela identificação dos parâmetros deste sistema utilizando dados reais de uma região. Neste trabalho, estudamos o modelo dinâmico de mercado imobiliário proposto por Wheaton (1999), criado a partir do popular modelo de quatro quadrantes de autoria de DiPasquale e Wheaton (1996). Utilizamos técnicas de identificação de sistemas para elaborar um modelo de aprendizado para o estoque imobiliário, e o implementamos em Matlab. Aplicamos o método elaborado em dados simulados, para validá-lo, e então aplicamos o mesmo método, com adaptações, em dados reais do mercado imobiliário canadense. Os resultados obtidos validam o método de identificação de sistema dinâmico quando testado em dados simulados, e corroboram o modelo de Wheaton (1999) como modelo preditivo em dados reais. Ademais, os resultados indicam que um modelo que seja capaz de entender a evolução dinâmica dos parâmetros estáticos do modelo de Wheaton (1999), poderia melhorar os resultados deste como ferramenta preditiva. / Predictive market models are important tools for decision-makers in the public and private spheres. Due to the dynamic complexity of the real estate market, consisting of the interaction of two distinct submarkets (real estate asset market and space consumption market) and the lack of real estate data, the analytical study of real estate markets requires the parametric modeling of a system of equations describing them, followed by the identification of the parameters of this system using real data from a region. In this work, we study the dynamic real estate market model proposed by Wheaton (1999), created from the popular four-quadrant model of DiPasquale e Wheaton (1996). We use system identification techniques to develop a learning model for real estate inventory data, and implement it in Matlab. We apply the method devised in simulated data to validate it, and then apply the same method with adaptations in real data of the Canadian real estate market. The results validate the dynamic system identification method when tested in simulated data, and corroborate the Wheaton (1999) model as a predictive model in real data. In addition, the results indicate that a model that is able to understand the dynamic evolution of the static parameters of the Wheaton (1999) model, could improve its results as a predictive tool.

Este trabalho trata da modelagem, identificação e controle de estruturas flexíveis. A fim de estudar estes assuntos, a modelagem simbólica de manipuladores robóticos com elos flexíveis foi desenvolvida e dois experimentos foram montados e usados para o estudo do comportamento dinâmico deste tipo de estrutura. Os resultados experimentais obtidos foram comparados com os analíticos para a identificação dos modos de vibrar da estrutura. O primeiro experimento consistiu de um manipulador robótico flexível composto por uma viga de alumínio ligada a um cubo acionado por um motor DC. A dinâmica da viga foi caracterizada utilizando-se quatro tipos distintos de sensores: um acelerômetro piezoelétrico, um extensômetro, um tacômetro e um potenciômetro que fornece a posição angular da viga. O manipulador foi modelado com a aplicação do princípio estendido de Hamilton ao Lagrangiano do sistema. Devido a complexidade das equações obtidas, o sistema foi discretizado usando o Método dos Modos Assumidos e levando-se em consideração os três primeiros modos de vibrar da viga. Dois tipos de abordagens foram consideradas na discretização das equações: o modo vinculado e o modo desvinculado. Resultados experimentais, mostraram que o modelo analítico utilizando o modo desvinculado forneceu uma melhor aproximação do modelo experimental. O segundo experimento consistiu de uma estrutura multicorpos com apêndices flexíveis ligados a um cubo e também excitada por um motor DC sem escovas. A modelagem adotada também foi a formulação de Lagrange. Dois compressores (proporcional e proporcional/integral/derivativo) foram implementados em tempo real para fazer o controle da posição angular da estrutura. A técnica de controle LQG/LTR que é adequada a este tipo de sistema devido as incertezas provenientes da discretização do modelo, também foi estudada e resultados simulacionais são apresentados.

Esta pesquisa apresenta a Dinâmica de Sistemas como uma ferramenta complementar à modelagem tradicionalmente utilizada no gerenciamento de projetos1, demonstrando a sua aplicabilidade por meio de um estudo de caso na área de projetos de engenharia de uma organização pública de natureza militar. No desenvolvimento do estudo, são apresentados os procedimentos para elaboração, validação e testes de políticas em modelos de Dinâmica de Sistemas, bem como os conceitos fundamentais desta teoria. A partir daí, os processos envolvidos no gerenciamento de um projeto serão descritos sob o ponto de vista sistêmico com o objetivo de aplicar a metodologia apresentada. Com base nos conceitos fundamentais da Dinâmica de Sistemas, será criado um modelo para o estudo do gerenciamento de projetos de engenharia dentro de uma organização fabril no âmbito do Comando da Aeronáutica. O modelo será criado para aplicação em um estudo de caso de um projeto de modernização tecnológica de uma aeronave militar. Alguns cenários e políticas gerenciais serão explorados com o objetivo de aprimorar o conhecimento sobre o sistema real a partir do comportamento do modelo. Ao final do trabalho serão classificadas as políticas que geraram os melhores efeitos no modelo criado e serão apresentadas algumas considerações sobre a metodologia aplicada e propostas para a sua utilização em outras áreas. / This research presents the Systems Dynamics as a complementary tool for the traditional approach used in project management, by demonstrating its practical application to the engineering project management area of a public organization. During the development of this study, the fundamental concepts of the theory of System Dynamics as well as the procedures for development, validation and politics tests in system dynamics modelling are presented. By this point, the processes envolved in project management are described by the systemic point of view with the objective of application of the metodology presented. Based in the fundamental concepts of system dynamics, a model is developed for the analysis of the engineering project management area of an aircraft maintenace depot of Brazilian Air Force. This model is going to be used in a case study of an aircraft technological upgrade. Some scenarios and management politics are explored with the objective of apprimorate the knowledge of the model behaviour. By the end of this work these politics are classified by its better effects in the model developed, and some considerations about the metodology applied are going to be presented the same way as purposes to this utilization in other areas.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2018. / A pesquisa trata da aplicação da Dinâmica de Sistemas no processo de Gestão de Riscos em recursos hídricos de modo a oferecer ao gestor uma ferramenta que o auxilie na criação de políticas hídricas, tomada de decisão e planejamento de médio e longo prazo. Para tanto, o trabalho buscou identificar os fatores de riscos e as relações causais existentes no sistema hídrico, analisou as relações de estoque e fluxo e, a partir do modelo de simulação, construiu-se um instrumento computacional que permite ao gestor fazer proposição de políticas de gestão de risco em recursos hídricos. O processo de criação do modelo obteve validação por especialistas na gestão da água do Distrito Federal, e aplicou-se o método para a modelagem em Dinâmica de Sistemas, objetivando melhorar a capacidade de compreensão e aprendizado em sistemas complexos. A aplicação do modelo teve como alvo de aplicação a bacia Hidrográfica do Alto do Descoberto, localizada em Brasília-DF. Conclui-se que a Dinâmica de Sistema instrumentaliza o processo de Gestão de Riscos, uma vez que este oferece ferramentas e métodos que auxiliam no processo de estabelecimento do contexto; processo de avaliação de riscos (abrangendo a identificação de riscos, a análise de riscos e a avaliação de riscos), e instrumentaliza o tratamento do risco, permitindo criar cenários simulados que possibilitam a definição de políticas para tratar e monitorar o risco. / The research deals with the application of System Dynamics in the process of Risk Management in water resources in order to offer the manager a tool to assist in the creation of water policies, decision making and medium and long term planning. In order to do so, the work sought to identify the risk factors and causal relationships in the water system, analyzed the relations of stock and flow and, based on the simulation model, a computational tool was constructed that allows the manager to propose policies management of water resources. The model creation process was validated by specialists in water management in the Federal District, and the method for modeling in System Dynamics was applied, aiming to improve the comprehension and learning capacity in complex systems. The application of the model was applied to the Alto do Descoberto Hydrographic Basin, located in Brasília-DF. It is concluded that the System Dynamics instrumentalizes the Risk Management process, since it offers tools and methods that help in the process of establishing the context; risk assessment process (covering risk identification, risk analysis and risk assessment), and instrumentalises the treatment of risk, allowing the creation of simulated scenarios that allow the definition of policies to treat and monitor risk.

O ensino superior no Brasil experimentou uma rápida expansão a partir da publicação da Lei de Diretrizes e Bases (LDB) de 1996 e da flexibilização do Governo para abertura de novos cursos e instituições de ensino, impulsionado principalmente pelo setor privado. Apesar desta expansão, o Brasil ainda não atingiu a meta prevista no Plano Nacional de Educação: 30% de jovens de 18 a 24 anos no ensino superior. Além disso, a procura por cursos de graduação apresenta sinais de retração, caracterizando um sistema com rápido crescimento inicial seguido de estagnação. O presente trabalho propõe compreender a dinâmica desse sistema por meio da construção de um modelo em Dinâmica de Sistemas, analisando o ensino superior de graduação. O modelo considera regulação, metas, demanda, oferta e, especialmente, o equilíbrio entre setores público e privado. A metodologia de trabalho consistiu nas etapas de definição do problema, formulação da hipótese dinâmica, construção do modelo de simulação, validação e experimentação. Esta etapa resultou em análise de cenários alternativos para o ensino superior de graduação brasileiro. Como resultado, o trabalho permite analisar o comportamento possível das principais variáveis em cada cenário e fazer especulações sobre variáveis não mensuradas no sistema real. / Higher education in Brazil has experienced a rapid expansion since the publication of the Directives and Bases Law (LDB) in 1996 and the pliability of the Government for the launching of new programs and educational institutions, mainly driven by the private sector. Despite this expansion, Brazil has not yet reached the aim expected in the Education National Plan: 30% of young people from 18 to 24 years old in higher education. Moreover, the demand for undergraduate programs presents signs of retraction, characterizing a system with fast initial growth followed by stagnation. This thesis proposes to understand the dynamics of this system by developing a model in System Dynamics, analyzing the undergraduate higher education. The model considers regulation, aims, demand, supply and especially the balance between public and private sectors. The methodology consists in the stages of problem definition, formulation of the dynamic hypothesis, development of the simulation model and in the validation and scenario testing. This step resulted in an analysis of alternative scenarios for the Brazilian undergraduate higher education. As a result, this thesis allows one to analyze the possible behavior of key variables in each scenario and to make observations on the variables that are not defined in the real system.

Este trabalho apresenta um modelo para análise do comportamento dinâmico da inserção da micro e minigeração solar fotovoltaica em redes de distribuição de energia elétrica. O modelo é desenvolvido com aplicação da técnica de análise e modelagem de Dinâmica de Sistemas, resultando em uma ferramenta eficiente para o auxílio na tomada de decisão e na elaboração de políticas quanto ao estímulo dos sistemas de geração fotovoltaica. O modelo desenvolvido testa as políticas, através da construção de cenários, que possibilitam ao consumidor à tomada de decisão, quanto ao investimento na micro geração, a partir dos contextos regulatório e de mercado. O modelo avalia a tomada de decisão dos consumidores quanto ao investimento em fontes de micro geração fotovoltaica englobando não apenas fatores técnicos e econômicos, mas também fatores sociais e ambientais. O modelo fornece, também, uma projeção do potencial de energia fotovoltaica associada à micro e minigeração, e permite verificar a ação da “death spiral” (espiral da morte) sobre o faturamento de distribuidoras. Diversos incentivos são implementados e investigados no sentido de promover essa tecnologia. Os resultados obtidos mostram que políticas como a criação da tarifa prêmio, em conjunto com a redução do ICMS incidente sobre a energia gerada pelo prosumidor (consumidor/gerador) e a veiculação publicitária sobre a micro geração podem alavancar o uso destas fontes no contexto energético global. / This dissertation presents an innovative method for analyzing the dynamic behavior of a multi-variable system that models the several aspects of photovoltaic solar micro generation penetration in distribution networks. The proposed model is based on the System Dynamics approach in order to test the policies through multi-criterial scenarios, including the consumer's decision-making to invest in renewable sources considering regulatory and market contexts. In addition to technical and economic aspects, social and environmental criteria are also taken into account in modelling the consumer’s decision-making. The model also provide a projection of energy photovoltaic associated with micro and minigeneration and allows to verify the action of detah spiral on distributors revenue. Several incentives are proposed and evaluated as alternatives to promote photovoltaic generation the technology. The presented model has shown as an effective tool to support the decision-making for both consumers and policymakers. Results show that policies such as feed-in tariff along with the reduction of Value-Added Tax (VAT) on generated energy may greatly promote the use of these sources in the energy market.

Neste trabalho analisamos o comportamento dinâmico de um modelo clássico e de um modelo quântico de spins na presença de um campo magnético externo. Para estudar a dinâmica de um sistema de spins clássico utilizamos um modelo de Ising bidimensional com interações entre spins primeiros vizinhos na direção vertical diferente daquelas entre spins primeiros vizinhos na horizontal. Através do formalismo da equação mestra, e considerando o processo estocático de Glauber dentro da aproximação de pares dinâmica, determinamos os diagramas de fases estacionários para o modelo na presença de campos magnéticos estáticos e oscilantes no tempo. Dependendo dos valores da razão entre os acoplamentos na horizontal e na vertical, da frequência e da amplitude do campo oscilante, obtemos diagramas de fases onde estão presentes os ordenamentos ferromagnético, paramagnético e antiferromagnético. Além disso, a transição entre as fases pode ser contínua ou descontínua dependendo dos valores dos parâmetros. O modelo também pode apresentar um comportamento tricrítico. O modelo de Ising em um campo transverso unidimensional à temperatura nula foi o modelo escolhido para estudarmos a resposta de sistemas quânticos de spins sujeitos a campos magnéticos que oscilam periodicamente no tempo. Usamos a aproximação de campo médio e simulações de Monte Carlo para determinar a linha de transição contínua entre as fases ferromagnética e paramagnética presentes no diagrama de fases dinâmico do modelo. / In this work we have analized the dynamical behavior of a classical and of a quantum spin model subject external magnetic fields. For a better understanding of the dynamics of a classical spin system we have chosen a two-dimensional Ising model with interactions between first neighbors in the horizontal direction different from that of the vertical direction. By using the master-equation formalism and taking the stochastic Glauber process, within the dynamical pair approximation, we have determined the stationary phase diagrams of the model for static and oscillating magnetic fields. Depending on the values of the ratio between the horizontal and vertical couplings, the frequency and the amplitude of the time dependent field, we have obtained phase diagrams where the ferromagnetic, paramagnetic and antiferromagnetic phases are present. Besides, the transition between these phases can be continuous or discontinuous depending on the values of the parameters. The model may display also a tricritical behavior. We have also chosen the transverse Ising model in one dimension at zero temperature to study the response of the quantum spin systems subject to time dependent external fields. We have used the mean-field approximation and the Monte Carlo simulations to determine the continuous transition line between the ferromagnetic and paramagnetic phases.

O ensino superior no Brasil experimentou uma rápida expansão a partir da publicação da Lei de Diretrizes e Bases (LDB) de 1996 e da flexibilização do Governo para abertura de novos cursos e instituições de ensino, impulsionado principalmente pelo setor privado. Apesar desta expansão, o Brasil ainda não atingiu a meta prevista no Plano Nacional de Educação: 30% de jovens de 18 a 24 anos no ensino superior. Além disso, a procura por cursos de graduação apresenta sinais de retração, caracterizando um sistema com rápido crescimento inicial seguido de estagnação. O presente trabalho propõe compreender a dinâmica desse sistema por meio da construção de um modelo em Dinâmica de Sistemas, analisando o ensino superior de graduação. O modelo considera regulação, metas, demanda, oferta e, especialmente, o equilíbrio entre setores público e privado. A metodologia de trabalho consistiu nas etapas de definição do problema, formulação da hipótese dinâmica, construção do modelo de simulação, validação e experimentação. Esta etapa resultou em análise de cenários alternativos para o ensino superior de graduação brasileiro. Como resultado, o trabalho permite analisar o comportamento possível das principais variáveis em cada cenário e fazer especulações sobre variáveis não mensuradas no sistema real. / Higher education in Brazil has experienced a rapid expansion since the publication of the Directives and Bases Law (LDB) in 1996 and the pliability of the Government for the launching of new programs and educational institutions, mainly driven by the private sector. Despite this expansion, Brazil has not yet reached the aim expected in the Education National Plan: 30% of young people from 18 to 24 years old in higher education. Moreover, the demand for undergraduate programs presents signs of retraction, characterizing a system with fast initial growth followed by stagnation. This thesis proposes to understand the dynamics of this system by developing a model in System Dynamics, analyzing the undergraduate higher education. The model considers regulation, aims, demand, supply and especially the balance between public and private sectors. The methodology consists in the stages of problem definition, formulation of the dynamic hypothesis, development of the simulation model and in the validation and scenario testing. This step resulted in an analysis of alternative scenarios for the Brazilian undergraduate higher education. As a result, this thesis allows one to analyze the possible behavior of key variables in each scenario and to make observations on the variables that are not defined in the real system.