O sucesso de uma radioterapia depende do correto planejamento da dose a ser entregue ao volume alvo. Na braquiterapia, modalidade da radioterapia onde um radioisótopo selado é implantado intracavitariamente ou intersticialmente no paciente, há menos avanços em sistemas de planejamento de tratamento computacionais do que na teleterapia, amplamente mais utilizada nos serviços típicos. Porém, a braquiterapia, quando aplicável, é preferível por poupar tecidos sadios vizinhos de uma dose desnecessária. O AMIGOBrachy, um sistema de planejamento para braquiterapia de interface amigável, compatibilidade com outros sistemas comerciais em uso e integrado ao código MCNP6 (Monte Carlo N-Particle Transport Code v. 6) foi desenvolvido no Centro de Engenharia Nuclear do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (CEN-IPEN) e atualmente está em processo de validação. Este trabalho contribuiu para este processo, avaliando três diferentes casos clínicos através do AMIGOBrachy com o formalismo do TG43 da AAPM (Associação Americana de Física Médica), protocolo que rege a dosimetria em braquiterapia, e comparando seus resultados com as distribuições de dose calculadas por outros sistemas comerciais consagrados: Varian BrachyVision TM (Varian Medical Systems; Palo Alto, CA, EUA) e Nucletron Oncentra® (Elekta; Estocolmo, Suécia). Os resultados obtidos estão dentro de uma faixa de concordância de ±10%, estando mais discrepantes em regiões muito próximas do aplicador, onde os sistemas de planejamento comerciais e o AMIGOBrachy divergem devido aos diferentes métodos de cálculo. Em pelo menos dois terços da região de interesse, porém, a dose concordou em uma faixa de ±3% para os três casos. Também foram realizadas simulações utilizando o formalismo do TG186 da AAPM, que considera heterogeneidades no tecido, para avaliar o impacto dos mesmos na dose. Em adição ao processo de validação, também foi realizado um estudo em braquiterapia oftálmica para posterior inserção de um módulo adicional ao AMIGOBrachy; para isso, um modelo de olho humano foi desenvolvido utilizando geometria UM (Unstructured Mesh), para validação com o código MCNP6, que apenas nesta versão demonstra um novo recurso capaz de simular uma geometria híbrida: parcialmente analítica, parcialmente UM. O modelo considera dez diferentes estruturas no olho humano: esclera, coroide, retina, corpo vítreo, córnea, câmara anterior, lente, nervo óptico, parede do nervo óptico, e um tumor definido de forma arbitrária crescendo da superfície externa do globo ocular em direção ao seu centro. Os resultados foram comparados com um modelo de olho puramente analítico modelado com o MCNP6 e tomado como referência. Os resultados foram satisfatórios em todas as simulações desenvolvidas, exceto para as estruturas do nervo óptico e sua parede, que devido ao seu pequeno tamanho e distância da fonte, mostraram erros relativos maiores, mas ainda menores que 10%, e não representam problema de preocupação clínica uma vez que recebem doses muito pequenas. Discutiu-se também a eficácia e problemas encontrados nessa nova capacidade do código MCNP de simular geometrias híbridas, uma vez que é recente e ainda apresenta deficiências, que tiveram que ser contornadas no presente trabalho. / The success of a radiotherapy depends on the correct planning of the dose to be delivered to the target volume. In brachytherapy which is a radiotherapy mode where intracavitary or interstitial implants of a sealed radioisotope are used, there are less computational advances in treatment planning systems than in teletherapy, more widely used in typical medical services. However, brachytherapy, where applicable, is preferable for sparing neighboring healthy tissues from unnecessary dose. The AMIGOBrachy is a treatment planning system (TPS) with an user-friendly interface for brachytherapy, compatible with other commercial systems, and integrated with MCNP6 code (Monte Carlo N-Particle Transport Code v. 6). It was developed in the Nuclear Engineering Center of the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (CEN-IPEN), São Paulo, Brasil, and is currently in a validation process. This work contributed to this process, evaluating three different clinical cases with the TG43 formalism by AAPM (American Association of Medical Physics), a protocol for dosimetry in brachytherapy, and comparing their results with the dose distributions calculated by other well-known commercial systems: Varian BrachyVision TM (Varian Medical Systems; Palo Alto, CA, USA) and Nucletron Oncentra® (Elekta; Stockholm, Sweden). The results obtained are within a ±10% range of agreement, being more discrepant in regions very near to the applicator, where commercial planning systems and AMIGOBrachy differ due to different calculation methods. However, the dose agreed in a range of ±3% for at least two thirds of the region of interest, for all three cases. Also, simulations were performed using the TG186 formalism of AAPM, which considers heterogeneities in the tissue, to assess their impact on the dose. In addition to the validation process, a study in ophthalmic brachytherapy for future insertion of an additional module to AMIGOBrachy was performed; for this, a human eye model was developed using UM (Unstructured Mesh) geometry, for validation with MCNP6 code, that only in this version shows a new resource capable of simulating a hybrid geometry: partly analytical, partly UM. Ten different structures of the human eye were modeled: sclera, choroid, retina, vitreous body, cornea, anterior chamber, lens, optic nerve, optic nerve wall, and a tumor defined arbitrarily growing from the external surface of the eyeball toward its center. The results were compared with a purely analytical model eye modeled with MCNP6 and used as a reference. The results were satisfactory in all performed simulations, except for the optic nerve and its wall, mainly because of their small size and distance from the source, showing larger relative errors, but still lower than 10%, which, however, does not represent clinical concern problem since they receive very small doses. The problems encountered in this new resource of MCNP code to simulate hybrid geometries were also discussed, since it was implemented recently and still display deficiencies that were overcome in the present work.

O presente trabalho apresenta um estudo numérico do escoamento laminar em cavidade quadrada aletada sob o efeito de convecção mista. O escoamento proposto é assumido bidimensional, laminar e permanente. Objetiva-se através do “Constructal Design” a obtenção de geometria ótima da aleta de forma a maximizar a transferência de calor entre o fluido que escoa no interior da cavidade e a aleta aquecida cuja base está localizada no centro da base da cavidade. Para isto é fixada a relação das dimensões externas da cavidade (H/L) = 1 e variada a relação entre altura e comprimento da aleta (H1/L1) para otimização da troca térmica. A área da aleta apresenta 5% da área total da cavidade e este valor é mantido fixo. O fluido que escoa no inteiror da cavidade possui as propriedades termofísicas do ar para Pr = 0,7. A variação das forças de empuxo no escoamento é realizada através do uso de diferentes números de Rayleigh no intervalo Ra= 10³ a 106. As diferentes magnitudes das forças inerciais serão aplicadas ao escoamento através da variação do número de Reynolds variando entre ReL = 10 e 1000. Para solução numérica das equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia é utilizado o método de volumes finitos (VFM), programa comercial Fluent®, sendo o acoplamento entre velocidade e pressão realizado através do algoritmo SIMPLEC e a discretização espacial pelo método upwind de primeira ordem. Os resultados apresentam um acréscimo significativo na transferência de calor entre a aleta e o fluido a medida que o número de Rayleigh aumenta. Considerando o caso de maior influência do mecanismo de transferência de calor por convecção mista houve um aumento de 779% em comparação com o mesmo caso considerando apenas convecção forçada, o que comprova a importância da convecção natural na maximização da transferência de calor entre cavidade e fluido para os casos analisados. / The present work shows a numerical study of laminar flow inside C-shaped lid-driven square cavity under mixed convection effect. The flow is assumed to be two-dimensional, laminar and permanent. The main objective of this work is by means of Constructal Design to maximize the heat transfer between the fluid and the heated central fin intruded in the bottom of the cavity. The aspect ratio of the cavity is fixed and the fin aspect ratio (H1/L1) varies from 0.1 to 10 ranges in order to maximize heat transfer. The ratio area between fin and cavity (H/L) = 1 is kept fixed at 5%. The thermophysical properties of fluid the air are set at Pr = 0,71. To vary the magnitude of buoyancy forces the Rayleigh number is ranged between Ra=10³ and 106.The inertial forces of flow are ranged by the use of different Reynolds numbers between ReL=10 and 1000. In order to solve the proposed problem, the commercial software Fluent® based on finite volume method was used to solve mass, momentum and energy equations, making the pressure-velocity couple using SIMPLEC method and the spatial discretization using first order upwind scheme. The results showed a significant increase of heat transfer between fin and fluid as consequence of Rayleigh number increase. Considering the mixed convection most influenced case, an increase of 779% was sense in comparison with the same case with forced convection mechanism only, which makes evident the importance of natural convection in the maximization of heat transfer inside cavity in the analized cases.

Na busca de maior flexibilidade, agilidade, reuso e consequente redução de custos, esforços tem sido direcionados no sentido de desenvolver métodos e ferramentas de engenharia de sistemas baseados em modelos. Apesar dos avanços recentes, as tecnologias disponíveis ainda despertam dúvidas em relação à sua aplicação prática e seus benefícios. Os maiores obstáculos estão contidos na dificuldade da integração entre ferramentas e troca de informações entre artefatos de diferentes disciplinas. Com o objetivo de comparar a Engenharia Centrado em Documentação (ferramentas CAx) com a Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos (MBSE), esse trabalho utilizou um domínio industrial real para extrair, analisar e comparar dados quantitativos e qualitativos do projeto de engenharia. Foi desenvolvido um método de engenharia baseada em modelos com o uso da ferramenta Eclipse para a comparação com o método de engenharia vigente. A linguagem ModelicaML foi utilizada para criar os modelos abstratos enquanto que a ferramenta COMOS® da Siemens® foi utilizada para a realização dos artefatos técnicos multidisciplinares do domínio em estudo. O software OpenModelica foi utilizado para simular o comportamento do sistema a partir da transformação do modelo abstrato para código Modelica com o uso de software escrito em Java. Os dados de engenharia e de gerenciamento do projeto do Sistema de Circulação de Água foram disponibilizados pela General Electric Inspection Technologies GmbH e foram utilizados para a comparação entre os dois métodos analisados. Os testes demonstraram que as ferramentas MBSE necessitam de refinamento, principalmente quando conectam os modelos abstratos às plataformas de execução de projetos. Em contrapartida, MBSE se mostrou uma excelente ferramenta na comunicação entre equipes multidisciplinares, pois proporciona uma linguagem de representação de sistemas abstrata e abrangente. A interligação dos modelos abstratos desenvolvidos em ModelicaML com a plataforma de simulação usando linguagem Modelica foi fundamental na análise e melhor compreensão dos fenômenos envolvidos no processo técnico propiciando um importante avanço na antecipação da detecção de erros em projetos de sistemas de automação. / Achieving more flexibility, agility, reuse and consequently cost reduction in scope of Systems Engineering is an industrial need. In that sense, efforts have been driven to develop Model-Based Systems Engineering tools and methods. Despite of recent progress, there are still doubts in terms of the practical use and benefits. The main issues are related to tool integration and exchange of information between multidisciplinary artifacts. This project is intended to compare Document-Based Engineering (CAx tools) and Model-Based Systems Engineering (MBSE) in scope of Industrial Automation using a real domain. Therefore, a MBSE methodology was developed centered on the Eclipse tool. The ModelicaML language was used to perform abstract modeling while COMOS® from Siemens® was used to develop the multidisciplinary artifacts necessary for the domain under investigation. Furthermore, the OpenModelica environment was used to simulate system and component behavior using object codes generated by a Java tool from the abstract models. The engineering and project management data of the Water Circulation System were made available by General Electric Inspection Technologies GmbH, which served as the case study for this comparison. Tests have shown that the tools involved on this investigation still need further development concerning maturity and exchange of information from abstract models down to domain models. On the other hand, MBSE has proven to be an important tool to match different team approaches and concerns helping on communication using conceptual-wide and abstract symbols. Connecting abstract models from ModelicaML to a simulation environment using Modelica language have been proven to be an important approach to better understand systems behavior and provided an analysis environment for early detection of errors and failures.

El siguiente trabajo busca desarrollar y testear un controlador para un robot móvil con fines agrícolas. Enmarcado en un proyecto más grande, que actualmente desarrolla un prototipo de robot móvil con desplazamiento autónomo para colaborar en las tareas agropecuarias, este trabajo parte de las ecuaciones cinemáticas desarrolladas para este prototipo y desarrolla una estrategia de control mediante torque computado para el desplazamiento autónomo del vehículo en el medio y se realizan simulaciones de las mismas. Realizado este trabajo y obteniendo resultados certeros se deja todo pronto para continuar con la instancia experimental en el prototipo. / The following dissertation tries to develop and test a movil robot controller for agricultural purposes. Framed in a bigger proyect that is currently developing a mobile robot prototype with autonomous movement to help with agricultural work, this work starts in the kinematic equations developed for the prototype and develops a control strategy through computed torque control for the autonomous movement of the vehicle and simulations are performed of such computation. With this work finished and with the results obtained is ready to continue with the experimental instance in the prototype.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-04-18T21:56:32Z No. of bitstreams: 1 PaoloAO__DISSERT.pdf: 5028596 bytes, checksum: e28e8ffe1e8897fdbb8ccc57c9112816 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-18T21:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PaoloAO__DISSERT.pdf: 5028596 bytes, checksum: e28e8ffe1e8897fdbb8ccc57c9112816 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Energy efficiency in buildings is related to the accommodation of the building to the local climate. Studies on the bioclimatic architecture and energy efficiency of buildings in the Brazilian semiarid tropical climate are still rare. With an implementation of instruments establishing differentiated architectural recommendations, according to the climatic situation, the planning and building more suitable for optimal use of electricity buildings is necessary. This study analyzes the influence of the architectural variables in the electricity consumption of institutional buildings located on the campus UFERSA, Mossoró/RN, whose climate is tropical semi-arid. For this, data were collected through architectural projects and surveys in the buildings. Information registered were related to: morphological characterization of buildings, identification of characteristics such as number of floors, arrangement and use of environments, cardinal orientation of facades, arrangement of transparent elements such as windows and doors and the thermal properties of the materials in constructive systems used. For the evaluation of thermal and energetic performance of the identified parameters was used EnergyPlus, that estimates the electricity consumption of land throughout the year using similar models simulating the target buildings in this study. From this procedure, it was found that the architectural variables directly influence the energy consumption of buildings and a list of recommendations was proposed to be followed so that the future constructions of buildings in semiarid tropical climate be more thermal and energetic efficient / A eficiência energética em edifícios está relacionada à adequação da edificação ao clima no qual está situado. Estudos direcionados à arquitetura bioclimática e à eficiência energética de edifícios em clima tropical semiárido brasileiro ainda são escassos. Com a implantação de instrumentos que estabelecem recomendações arquitetônicas diferenciadas de acordo com a situação climática, se faz necessária à disseminação de informações estratégicas para o planejamento e produção de edifícios mais adequados ao uso otimizado da eletricidade. Desse modo, este estudo propõe uma análise da influência das variáveis arquitetônicas no consumo de energia elétrica de edificações institucionais situadas na UFERSA, Campus de Mossoró/RN, cujo clima é tropical semiárido. Para tanto, foram coletados dados por meio dos projetos arquitetônicos destas edificações e em vistorias in loco. As informações registradas foram relativas à: caracterização morfológica dos edifícios, identificação de características como o número de pavimentos, disposição e uso dos ambientes, orientação cardeal das fachadas, disposição de elementos transparentes como janelas e portas e as propriedades térmicas dos materiais que compõem os sistemas construtivos utilizados. Para avaliação de desempenho termo-energético destes parâmetros, foi utilizado o programa EnergyPlus, que simula o consumo de eletricidade predial ao longo do ano, baseado em modelos similares aos edifícios alvos deste estudo. A partir destes procedimentos, identificou-se que as variáveis arquitetônicas estudadas influenciaram diretamente o consumo de energia elétrica de edificações e foi proposta uma listagem de recomendações a serem seguidas para que as futuras construções de edifícios em clima tropical semiárido sejam termicamente mais eficientes / 2017-04-18

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-10T22:09:09Z No. of bitstreams: 1 DanielCCC_DISSERT.pdf: 9759239 bytes, checksum: c746ad4900e2b62f84bdaeef1d4d2625 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:07:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DanielCCC_DISSERT.pdf: 9759239 bytes, checksum: c746ad4900e2b62f84bdaeef1d4d2625 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:08:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DanielCCC_DISSERT.pdf: 9759239 bytes, checksum: c746ad4900e2b62f84bdaeef1d4d2625 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T15:08:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielCCC_DISSERT.pdf: 9759239 bytes, checksum: c746ad4900e2b62f84bdaeef1d4d2625 (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Good use of technology for education becomes a very viable alternative in the improvement of teaching methods. In a world where information is exchanged at high speed, learning - teaching processes also demand quickly and efficiencce. One of the options to ensure these requirements in education modernization is the use of virtual reality tools, such as simulators, adding factors immersion and interactivity in the student learning process. Combine these benefits to the context of wind energy education, which has been disseminated every year in the country and mainly in the state of Rio Grande do Norte, makes the consolidation of this highly relevant technology. Thus, this work deals with the construction of a 3D simulation tool on a free platform that will bring in its structure the key concepts inherent in wind energy portrayed in an interactive and immersive way to the user. The simulator, 5 different modules, in which will be allowed the analysis of thematics of power control and its strategies; energy annual production and grid connection. In the simulator, the user may move in an environment similar to the wind farm and know its structure, as well as options such as choose the power of the incident wind, view the control of the execution of the blades and monitor the power generated according to your decisions, beyond others The simulator was developed on the Unity 3D software, which is originally developed for creating games, but in this work were used all the graphics and interactivity available for educational purposes on the subject of acquisition and energy use through the winds / O bom uso da tecnologia a favor da educação torna-se uma alternativa bastante viável no aperfeiçoamento dos métodos de ensino. Em um mundo onde as informações são trocadas em alta velocidade, os processos de ensino-aprendizado também demandam rapidez e eficiência. Uma das opções que garantem estes requisitos na modernização do ensino está no uso de ferramentas de realidade virtual, como simuladores, que adicionam os fatores imersão e interatividade no processo de aprendizado do aluno. Aliar esses benefícios ao contexto do ensino de energia eólica, que vem se difundindo ano a ano no país e principalmente no estado do Rio Grande do Norte, torna a consolidação dessa tecnologia bastante relevante. Desta forma, este trabalho trata da construção de uma ferramenta de simulação 3D em uma plataforma gratuita que trará em sua estrutura os principais conceitos inerentes à energia eólica retratadas de uma forma interativa e imersiva para o usuário. O simulador, terá 5 módulos distintos, que permitirão a análise das temáticas de controle de potência e suas estratégias; produção anual de energia e conexão à rede. Usando o simulador, é possível transitar em um ambiente similar ao parque eólico e conhecer sua estrutura, além de opções como: escolher a força do vento incidente, visualizar a execução do controle das pás e acompanhar a energia gerada de acordo com suas decisões, entre outros. O simulador foi desenvolvido majoritariamente no software Unity 3D, que é, originalmente desenvolvido para criação de jogos, mas que, nesse trabalho, foram aproveitados todos os recursos gráficos e interatividade disponíveis para fins didáticos na temática da aquisição e aproveitamento de energia através dos ventos / 2017-07-10

A Execução Condicional Dinâmica (DCE) é uma alternativa para redução dos custos relacionados a desvios previstos incorretamente. A idéia básica é buscar todos os fluxos produzidos por um desvio que obedecem algumas restrições relativas à complexidade e tamanho. Como conseqüência, um número menor de previsões é executado, e assim, um número mais baixo de desvios é incorretamente previsto. Contudo, tal como outras soluções multi-fluxo, o DCE requer uma estrutura de controle mais complexa. Na arquitetura DCE, é observado que várias réplicas da mesma instrução são despachadas para as unidades funcionais, bloqueando recursos que poderiam ser utilizados por outras instruções. Essas réplicas são geradas após o ponto de convergência dos diversos fluxos em execução e são necessárias para garantir a semântica correta entre instruções dependentes de dados. Além disso, o DCE continua produzindo réplicas até que o desvio que gerou os fluxos seja resolvido. Assim, uma seção completa do código pode ser replicado, reduzindo o desempenho. Uma alternativa natural para esse problema é reusar essas seções (ou traços) que são replicadas. O objetivo desse trabalho é analisar e avaliar a efetividade do reuso de valores na arquitetura DCE. Como será apresentado, o princípio do reuso, em diferentes granularidades, pode reduzir efetivamente o problema das réplicas e levar a aumentos de desempenho. / The Dynamic Conditional Execution (DCE) is an alternative to reduce the cost of mispredicted branches. The basic idea is to fetch all paths produced by a branch that obey certain restrictions regarding complexity and size. As a consequence, a smaller number of predictions is performed, and therefore, a lower number branches is mispredicted. Nevertheless, as other multipath solutions, DCE requires a more complex control engine. In a DCE architecture, one may observe that several replicas of the same instruction are dispatched to the functional units, blocking resources that might be used by other instructions. Those replicas are produced after the join point of the paths and are required to guarantee the correct semantic among data dependent instructions. Moreover, DCE continues producing replicas until the branch that generated the paths is resolved. Thus, a whole section of code may be replicated, harming performance. A natural alternative to this problem is the attempt to reuse those replicated sections, namely the replicated traces. The goal of this work is to analyze and evaluate the effectiveness of value reuse in DCE architecture. As it will be presented, the principIe of reuse, in different granularities, can reduce effectively the replica problem and lead to performance improvements.

Este trabalho propôe a melhoria Walker para o modelo de Schadschneider e colaboradores, esta é uma melhoria que transforma o modelo de Schadschneider em um modelo baseado em sistema multiagentes. Diferentemente dos autômatos celulares e modelos contínuos, Walker apresenta pedestres com diferentes características: sexo, velocidade, conhecimento do ambiente, comportamento de grupo. Além disto, é realizada também a implementação de um protótipo de Walker. Modelos de simulação da dinâmica de pedestres têm chamado a atenção por diversas razões. Primeiro, os pesquisadores descobriram que modelar fluxo de pedestres é desafiante e complexo. Por exemplo, os corredores de pedestres podem ter diversas entradas, não são regulados ordenadamente como rodovias e são normalmente bi-direcionais. Segundo, modelos de pedestres podem ser ferramentas importantes para o desenvolvimento e planejamento de áreas para pedestres, tais como metrôs, estações de trens, edifícios e shopping centers. Portanto, simulações computadorizadas de dinâmica de pedestres permitem a observação de uma ampla gama de características do fluxo de pessoas e um maior entendimento de seus princípios básicos. O conhecimento do comportamento de pedestres é valioso por prover informações de como formular melhores saídas, geometrias de salas e estádios. Com o objetivo de definir as características importantes para esta melhoria, um estudo do estado da arte da Dinâmica de Pedestres foi realizado e aspectos importantes dos modelos estudados foram utilizados na criação da melhoria. Com o fim de validar a melhoria Walker e demonstrar suas capacidades 18 experimentos foram realizados. Os cenários abrangem desde a validação da melhoria Walker com experimentos realizados por outros autores, verificação do impacto da variação dos parâmetros nas simulações, simulação de diversos experimentos com tamanhos de portas e salas diferentes, até a simulação com dois grupos diferentes de pedestres. Através dos experimentos realizados mostrou-se as qualidades da melhoria proposta, assim como sua capacidade de realizar diversas simulações. / This work presents a improvement (Walker improvement) over the model from Schadschneider and cooworkers. This improvement transforms the Schadschneider’s model in a multiagent system based model. Differently from the cellular automata and continuous models, Walker represents many pedestrian’s characteristics: gender, speed, environment knowledge, herding behavior. We also implement a prototype for the Walker improvement. Pedestrian dynamics models are important for many reasons. First, researches discovered that modelling and simulating pedestrian flux is complex. Second, pedestrian dynamic models are important tools for the development and planning of pedestrian areas, such as: subways stations, train stations, buildings and shopping centers. Therefore, computer simulation of pedestrian dynamics are capable of showing a high number of characteristics that exist in real traffic and contribute for a better understanding of basic pedestrian traffic principles. The knowledge of pedestrian behavior is important to provide information about better exit paths, room and stadium geometries. We made a study of the state of the art in pedestrian dynamics to define important features for this improvement. And many important aspects of the studied models were utilized in the Walker improvement. We also have made 18 experiments to validate and show the Walker’s capabilities. The experiments are: experiments created by others authors, verification of parameters influence in the simulation, simulation of many scenarios with different doors and room sizes, simulation of two different groups of pedestrians. The Walker’s qualities are shown in the experiments, as well its ability to simulate many situations.

Objetivando implementar um sistema embarcado baseado principalmente em software, duas abordagens ortogonais estão sendo propostas: Desenvolvimento Baseado em Plataformas, que maximiza o reuso; Desenvolvimento Baseado em Modelos, que aumenta o nível de abstração utilizando conceitos de orientação a objetos e UML para modelar uma aplicação. Porém, com o aumento do nível de abstração, engenheiros de software não possuem a idéia exata do impacto de suas decisões de modelagem em questões importantes, como desempenho, e consumo de energia e de memória para uma plataforma embarcada específica. Neste trabalho, propõe-se estimar a memória de dados e de programa, o desempenho e o consumo de energia, diretamente de especificações em UML, como intuito de realizar a exploração do espaço de projeto já nos estágios iniciais do processo de desenvolvimento. Resultados experimentais apresentam erros reduzidos, quando componentes da plataforma são reutilizados e seus custos já são conhecidos para uma plataforma alvo. Aplicações reais foram modeladas de diferentes formas e demonstram a eficiência da abordagem de estimativa para o estagio inicial de exploração do espaço de projeto, permitindo ao desenvolvedor avaliar e comparar diferentes soluções de modelagem. Os valores estimados utilizados na exploração do espaço de projeto podem alcançar taxas de erros inferiores a 5%. / In order to quickly implement an embedded system that is mainly based on software, two orthogonal approaches have been proposed: Platform-based Design, which maximizes the reuse of components; and Model Driven Development, which rises the abstraction level by using object-oriented concepts and UML for modeling an application. However, with this increasing of the abstraction level, software engineers do not have an exact idea of the impact of their modeling decisions on important issues such as performance, energy, and memory footprint for a given embedded platform. This work proposes to estimate data and program memory, performance, and energy directly from UML model specifications to explore the design space in the early steps of development process. Experimental results show a very small estimation error when platform components are reused and their costs on the target platform are already known. Real-life applications are modeled in different ways and demonstrate the effectiveness of the estimates in an early design space exploration, allowing the designer to evaluate and compare different modeling solutions. The estimated values used in the design space exploration can achieve errors as low as 5%.

Este trabalho situa-se nas áreas de Sistemas Multiagentes e Geoprocessamento. Em Sistemas Multiagentes, a especificação de um sistema pode ser realizada através da modelagem do ambiente, agentes, mecanismos de interação e organização dos agentes envolvidos. Um aspecto pouco explorado, porém extremamente importante, é a modelagem e representação do ambiente em que os agentes estão situados e através do qual irão interagir. Por outro lado, o Geoprocessamento sempre enfatizou a representação de fenômenos espaciais de forma estática. No entanto, alguns fenômenos espaciais são inerentemente dinâmicos e as representações estáticas não os capturam de forma adequada. Assim, o foco principal deste trabalho é fornecer uma arquitetura, baseada em Sistemas Multiagentes, para a criação e execução de simulações na área de Geoprocessamento. Uma característica importante é a utilização de dados vetoriais, provenientes de um Banco de Dados Geográficos, na geração da representação espacial do ambiente e das entidades existentes nas simulações. Com esta forma de representação contínua e precisa, é possível criar modelos mais próximos da realidade, representando adequadamente um maior número de características. Além disto, a arquitetura permite a representação de fenômenos espaço-temporais dinâmicos, uma necessidade da área de Geoprocessamento. Focando no desenvolvimento das funcionalidades da arquitetura proposta, foi realizada uma análise das características positivas, negativas e das necessidades de algumas das principais plataformas para criação e execução de simulações baseadas em agentes. Considerando os resultados desta análise, foram criadas a arquitetura proposta e suas funcionalidades. Além disto, neste trabalho é apresentado o protótipo implementado, no qual foram realizados estudos de caso de diferentes cenários, objetivando avaliar e demonstrar o uso das funcionalidades desenvolvidas. / This work is situated in the intersection of two areas: Multi-Agent Systems and Geocomputing. In Multi-Agent Systems, the specification of a system can be achieved by the modelling of environment, agents, mechanisms of interaction and organization of the agents. Although being a very important aspect, the modelling and representation of the environment has not been yet fully explored. On the other hand, Geocomputing has always focused in the static representation of spatial phenomena. However, some spatial phenomena are dynamic on time and space and usual representation adopted in Geocomputing do not capture them well. The aim of this work is to provide an architecture, based on Multi-Agent Systems, for the development and execution of Geocomputing simulations. A very important feature of the proposed architecture is the use of vectorial data, from a Geographic Database, for the representation of the environment and the spatial entities that exist in it. Using this continuous and accurate representation form, it is possible to develop more realistic models, representing appropriately geographic features. Moreover, this architecture allows the representation of dynamic phenomena in time and space, an old need of the Geocomputing area. Focusing on the development of the features of this architecture, an analysis of some related works was realized. The development of this architecture and its features was done based on the results of this analysis. Moreover, a prototype was presented in this work, in which some case studies of different scenes were performed, aiming at the evaluation and demonstration of the developed model and its features.