Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2008. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2009-11-09T20:11:56Z No. of bitstreams: 1 2008_BuenoBorgesSouza.pdf: 5583476 bytes, checksum: a97d2b35caf210b712bd8d34c76a4a9d (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2009-12-08T11:54:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_BuenoBorgesSouza.pdf: 5583476 bytes, checksum: a97d2b35caf210b712bd8d34c76a4a9d (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-08T11:54:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_BuenoBorgesSouza.pdf: 5583476 bytes, checksum: a97d2b35caf210b712bd8d34c76a4a9d (MD5) Previous issue date: 2008-06-13 / Esta pesquisa descreve um sistema de auxílio a decisão com aplicação de metodologias de Teoria dos Grafos e Inteligência Artificial para dar suporte ao Gerenciamento de Fluxo de Tráfego Aéreo Brasileiro. Implementa-se um modelo de gerenciamento de fluxo baseado em grafos, com adaptações heurísticas, para a regulação dinâmica do fluxo. O modelo apresenta a arquitetura do Módulo de Balanceamento de Fluxo - MBF, que integra o Sistema Distribuído de Apoio a Decisão aplicado ao Gerenciamento Tático do Fluxo de Tráfego (SISCONFLUX), atualmente em desenvolvimento, e tem o objetivo de propiciar informações que ajudem na melhoria do gerenciamento do espaço aéreo nacional. O Módulo de Balanceamento de Fluxo (MBF) foi idealizado como um módulo do SISCONFLUX que tem a função de dar suporte ao sistema em operação no Primeiro Centro Integrado de Defesa Aérea e Controle de Tráfego Aéreo (CINDACTA I) e fornecer novas informações que auxiliem o gerenciamento do processo aplicado pelos controladores neste centro. Por meio de técnicas de maximização de fluxo adaptadas da Teoria dos Grafos, o MBF aplica um modelo de análise que determina o tempo de separação entre decolagens a partir das terminais contidas na Região de Informação de Vôo de Brasília (FIR-BS) e distribui a folga do fluxo ao longo do espaço aéreo controlado. O objetivo é prevenir ou reduzir o congestionamento nos diversos setores da FIR-BS. Com a ajuda dos outros módulos do SISCONFLUX, o MBF dá suporte a regulação do fluxo de tráfego com o objetivo de auxiliar os controladores na tomada de decisão. Com o desenvolvimento dessa ferramenta os controladores podem adquirir o conhecimento que os auxilie a tomar decisões. A pesquisa também apresenta os resultados de uma simulação com duas políticas: distribuição do fluxo igualitária e priorizada. Como exemplo mostra-se que a separação dos tempos de decolagens podem ser reduzidas de 30% a 60%, dependendo da política aplicada. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This research describes a decision system that uses the methodology of Graph Theory and Artificial Intelligence to support Air Trafic Flow Management in Brazilian air space. It implements a model for flow management based on graph with adapted heuristics for the regulation of the dynamic flow. The model presents the architecture of the Flow Balancing Module (FBM) and integrates with the Distributed Decision Support System Applied to Tactical Air Trafic Flow Management (SISCONFLUX), currently under development, with the objective to improve the national air space management. The FBM is proposed to support the operation system at First Integrated Center of Air Defense and Air Trafic Control - CINDACTA I and to help and improve the management process of controllers in this center. Using the maximization flow technique of adapted Graph Theory, FBM is developed as an analysis model that determines the take-off separation time from terminals within Flight Information Region of Brasilia (FIR-BS) and distributes the slack of flow along the controlled air space. The objective is to prevent or reduce congestions in diverse sectors of FIR-BS. With the help of other modules, FBM supports the regulation of trafic flow with the objective of give extra informations to controllers and other units within the SISCONFLUX. By means of the system developed, air trafic controllers and supervisors can effectively acquire knowledge and get assistance to make better decisions. The research also presents the results of the simulation with two policies: egalitarian and prioritization distribution of the flight flow. As an example, it shows that the take-off separation time should be reduced about 30% to 60%, depending on the policy applied.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we consider two approaches to vehicle traffic: the macroscopic and the microscopic one. Traffic is macroscopically described by three physical quantities interconnected: velocity, density and flow, conservation laws describing the number of vehicles. There are various models to the macroscopic vehicle traffic. Most of them treats vehicular traffic as a compressible fluid, extends the law of mass conservation for vehicles and requires state law to speed-density pair, establishing a relationship between them. And the model described by the microscopic approach considers vehicles as individual particles. We consider the class of models car-following. These models are based on the principle that the speed of the (n - 1)-th vehicle (called following- car) depends on the speed of n-th vehicle. We analyze the equation of conservation of the number of vehicles for macroscopic traffic flow models. We solve this equation by linearization of the model, using the characteristics method and we also a present resolution of the nonlinear problem in bounded domains using the method of characteristics / Nesta dissertação consideramos duas abordagens para o tráfego de veículos: a macroscópica e a microscópica. O tráfego é descrito macroscopicamente por três grandezas físicas interligadas entre si, a saber, a velocidade, a densidade e o fluxo, descrevendo leis de conservação do número de veículos. Há vários modelos para o tráfego macroscópico de veículos. A maioria deles trata o tráfego de veículos como um fluido compressível, traduzindo a lei de conservação de massa para os veículos e requer uma lei de estado para o par velocidade-densidade, estabelecendo uma relação entre eles. Já o modelo descrito pela abordagem microscópica considera os veículos como partículas individuais. Consideramos os modelos da classe "car - following". Estes modelos baseiam-se no princípio de que o (n - 1)-ésimo veículo (denominado de "following-car") acelera em função do estímulo que recebe do n-ésimo veículo. Analisamos a equação de conservação do número de veículos em modelos macroscópicos para fluxo de tráfego. Posteriormente resolvemos esta equação através da linearização do modelo, estudando suas retas características e apresentamos a resolução do problema não linear em domínios limitados utilizando o método das características

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we consider two approaches to vehicle traffic: the macroscopic and the microscopic one. Traffic is macroscopically described by three physical quantities interconnected: velocity, density and flow, conservation laws describing the number of vehicles. There are various models to the macroscopic vehicle traffic. Most of them treats vehicular traffic as a compressible fluid, extends the law of mass conservation for vehicles and requires state law to speed-density pair, establishing a relationship between them. And the model described by the microscopic approach considers vehicles as individual particles. We consider the class of models car-following. These models are based on the principle that the speed of the (n - 1)-th vehicle (called following- car) depends on the speed of n-th vehicle. We analyze the equation of conservation of the number of vehicles for macroscopic traffic flow models. We solve this equation by linearization of the model, using the characteristics method and we also a present resolution of the nonlinear problem in bounded domains using the method of characteristics / Nesta dissertação consideramos duas abordagens para o tráfego de veículos: a macroscópica e a microscópica. O tráfego é descrito macroscopicamente por três grandezas físicas interligadas entre si, a saber, a velocidade, a densidade e o fluxo, descrevendo leis de conservação do número de veículos. Há vários modelos para o tráfego macroscópico de veículos. A maioria deles trata o tráfego de veículos como um fluido compressível, traduzindo a lei de conservação de massa para os veículos e requer uma lei de estado para o par velocidade-densidade, estabelecendo uma relação entre eles. Já o modelo descrito pela abordagem microscópica considera os veículos como partículas individuais. Consideramos os modelos da classe "car - following". Estes modelos baseiam-se no princípio de que o (n - 1)-ésimo veículo (denominado de "following-car") acelera em função do estímulo que recebe do n-ésimo veículo. Analisamos a equação de conservação do número de veículos em modelos macroscópicos para fluxo de tráfego. Posteriormente resolvemos esta equação através da linearização do modelo, estudando suas retas características e apresentamos a resolução do problema não linear em domínios limitados utilizando o método das características

A meta do trabalho é propor e testar a hipótese que a contagem de tráfego nas interseções da rede de transportes, ao invés de contagem de tráfego nos arcos, reduz o grau de indeterminação e torna mais precisa a matriz OD estimada pelo modelo sintético. Ademais, é proposto e detalhado um método de estimação da matriz OD através de médias sucessivas (MEMS). É apresentada a descrição matemática das propostas e o detalhamento dos experimentos elaborados para testá-las. Três métodos de estimação, QUEENSOD, TransCAD e MEMS, foram utilizados na verificação da hipótese. A inserção de \"arcos virtuais\" na rede de transportes constituiu um artifício que permitiu aos programas QUEENSOD e TransCAD realizarem a estimação utilizando fluxos observados nas interseções. A utilização de contagens de fluxo nas interseções propiciou à matriz OD estimada, melhorias que acarretaram sua aproximação com a matriz OD \"real\". O experimento mostrou que a matriz OD estimada ao considerar contagens de tráfego nas interseções apresenta melhor desempenho em comparação a matriz estimada ao considerar contagens nos arcos da rede de transportes. A matriz estimada gradativamente aproximou-se da \"real\" à medida que foi aumentada a quantidade de informação de fluxo e sua distribuição na rede. Assim, a hipótese formulada para este trabalho não pôde ser refutada. / The aim of this work is to propose and test the hypothesis that traffic counts collected at network intersections, instead of traffic counts collected at links, reduce indeterminacy and make more accurate the OD matrix estimated by the synthetic model. Furthermore, a method is proposed and described in detail to estimate the OD matrix based on successive averages (MEMS). The model formulation of the proposals and a description of the experiments are presented. Three estimation methods, QUEENSOD, TransCAD, and MEMS were used in the hypothesis verification. The use of \"virtual links\" in the network consists of an artifice that enable the QUEENSOD and TransCAD to estimate the OD matrix based on traffic counts at intersection. By using flow counts conducted at intersections, improvements could be made to the estimated OD matrix bringing it closer to \"real situations\". The experiments results show that the OD matrix estimation based on traffic counts collected on network intersection has a better performance in contrast to the estimation based on traffic counts collected on network links. The estimated matrix gradually becomes closer to \"real situations\" while the quantity of information flow and its distribution to the network is increased. Therefore, the formulated hypothesis for this work cannot be refuted.

No presente trabalho, estudamos alguns sistemas de partículas interagentes que podem ser vistos como modelos simples de fluxo de tráfego, a saber: O Processo de Hammersley-Aldous-Diaconis e o Processo de Exclusão. Exploramos suas representações como modelos de crescimento no plano. Ênfase é dada aos casos em que há mais de um tipo de partícula, aos processos multiclasses e às suas relações com modelos de filas. Analogia entre os modelos é usada para provar os resultados. Por fim, damos uma nova prova para o cálculo da variância assintótica reescalonada do fluxo de partículas de segunda classe no processo de Hammersley multiclasse em equilíbrio. / In the present work we study the following interacting particle systems which can be seen as simple models of traffic flow: The Hammersley-Aldous-Diaconis Process and the Exclusion Process. We explore the related growth models in the plane. Focus is given to cases where there are more than one kind of particles, to the multitype processes and to their relations with queue models. Analogy between the models is used to prove the results. At last, we give a new proof for the calculation of the asimptotic flux of second class particles in the Multiclass Hammersley process in equilibrium.

A meta do trabalho é propor e testar a hipótese que a contagem de tráfego nas interseções da rede de transportes, ao invés de contagem de tráfego nos arcos, reduz o grau de indeterminação e torna mais precisa a matriz OD estimada pelo modelo sintético. Ademais, é proposto e detalhado um método de estimação da matriz OD através de médias sucessivas (MEMS). É apresentada a descrição matemática das propostas e o detalhamento dos experimentos elaborados para testá-las. Três métodos de estimação, QUEENSOD, TransCAD e MEMS, foram utilizados na verificação da hipótese. A inserção de \"arcos virtuais\" na rede de transportes constituiu um artifício que permitiu aos programas QUEENSOD e TransCAD realizarem a estimação utilizando fluxos observados nas interseções. A utilização de contagens de fluxo nas interseções propiciou à matriz OD estimada, melhorias que acarretaram sua aproximação com a matriz OD \"real\". O experimento mostrou que a matriz OD estimada ao considerar contagens de tráfego nas interseções apresenta melhor desempenho em comparação a matriz estimada ao considerar contagens nos arcos da rede de transportes. A matriz estimada gradativamente aproximou-se da \"real\" à medida que foi aumentada a quantidade de informação de fluxo e sua distribuição na rede. Assim, a hipótese formulada para este trabalho não pôde ser refutada. / The aim of this work is to propose and test the hypothesis that traffic counts collected at network intersections, instead of traffic counts collected at links, reduce indeterminacy and make more accurate the OD matrix estimated by the synthetic model. Furthermore, a method is proposed and described in detail to estimate the OD matrix based on successive averages (MEMS). The model formulation of the proposals and a description of the experiments are presented. Three estimation methods, QUEENSOD, TransCAD, and MEMS were used in the hypothesis verification. The use of \"virtual links\" in the network consists of an artifice that enable the QUEENSOD and TransCAD to estimate the OD matrix based on traffic counts at intersection. By using flow counts conducted at intersections, improvements could be made to the estimated OD matrix bringing it closer to \"real situations\". The experiments results show that the OD matrix estimation based on traffic counts collected on network intersection has a better performance in contrast to the estimation based on traffic counts collected on network links. The estimated matrix gradually becomes closer to \"real situations\" while the quantity of information flow and its distribution to the network is increased. Therefore, the formulated hypothesis for this work cannot be refuted.

No presente trabalho, estudamos alguns sistemas de partículas interagentes que podem ser vistos como modelos simples de fluxo de tráfego, a saber: O Processo de Hammersley-Aldous-Diaconis e o Processo de Exclusão. Exploramos suas representações como modelos de crescimento no plano. Ênfase é dada aos casos em que há mais de um tipo de partícula, aos processos multiclasses e às suas relações com modelos de filas. Analogia entre os modelos é usada para provar os resultados. Por fim, damos uma nova prova para o cálculo da variância assintótica reescalonada do fluxo de partículas de segunda classe no processo de Hammersley multiclasse em equilíbrio. / In the present work we study the following interacting particle systems which can be seen as simple models of traffic flow: The Hammersley-Aldous-Diaconis Process and the Exclusion Process. We explore the related growth models in the plane. Focus is given to cases where there are more than one kind of particles, to the multitype processes and to their relations with queue models. Analogy between the models is used to prove the results. At last, we give a new proof for the calculation of the asimptotic flux of second class particles in the Multiclass Hammersley process in equilibrium.