Contém anexos / Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Professores Doutores Jorge Manuel Pinho de Sousa e Jorge Rui Guimarães Freire de Sousa

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-05-24T12:09:46Z No. of bitstreams: 1 MATHEUS DE ARAÚJO MACIEL - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2016.pdf: 1452809 bytes, checksum: 4919281053ceb7031a223f7bff5b2678 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-24T12:09:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MATHEUS DE ARAÚJO MACIEL - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2016.pdf: 1452809 bytes, checksum: 4919281053ceb7031a223f7bff5b2678 (MD5) Previous issue date: 2016 / A previsibilidade dos serviços de transporte público é um aspecto central para a melhoria da experiência de seus usuários. Contudo, por funcionar dentro de um ambiente estocástico, essa previsibilidade é tipicamente prejudicada. Neste trabalho investigamos a possibilidade de tornar um sistema de transporte público mais previsível através do uso das informações históricas em um contexto onde não há disponível tecnologia de localização tempo real dos veículos ou informação atualizada sobre a operação do serviço. Embora GPS e outras tecnologias de Automatic vehicle location (AVL) em tempo real existam, muitos municípios brasileiros não as têm disponíveis. Considerando essa situação, utilizamos dados históricos de operação do sistema de ônibus da cidade de Campina Grande para avaliar o desempenho de quatro algoritmos de regressão na tarefa de prever no início do dia como os horários programados para os ônibus serão cumpridos. Os resultados apontam que embora a falta de informação em tempo real prejudique a capacidade preditiva dos algoritmos em determinadas situações, utilizá-los torna possível a previsão dos horários de saída reais dos ônibus com erro mediano de 28 segundos, e a previsão dos horários de fim de viagem com erro de mediano de -167 segundos. / Predictability of public transport services is essential to improving its user experience. However,by working within a stochastic environment, predictability is typically impaired. In this work, we investigate the possibility of making a more predictable public transport system through the use of historical information, in a context where there is no available real-time vehicle location technology or updated information on the operation of the system. While GPS and other real- time Automatic Vehicle Location technologies (AVL) exists, many Brazilian cities do not have them available. Aware of this situation, we used data from the Campina Grande city bus system to evaluate the performance of four regression algorithms on the task of predicting, early in the day, how buses scheduled times will be fulfilled. Results show, although the lack of real time information may harm algorithms predictive ability in certain situations, using them makes it possible to forecast actual buses departure times with a median error of 28 seconds and buses arrival time with a median error of -167 seconds.

Part of the literature of transportation planning understand transportation infrastructure as a mean of distributing people and opportunities across the territory. Therefore, the spatial inequalities become a relevant issue in transportation and land use planning. To meet the challenge of evaluating the heterogeneity of transportation provision and land use in the urban environment, this work aims at identifying and describing patterns hidden the distribution of accessibility to different urban facilities and socioeconomic information using Machine Learning (ML) techniques to inform the decision making of transportation plans. To feature the current consideration of spatial inequalities measures in the practice of transportation planning in Brazil, nine mobility plans were reviewed. For investigating the potentialities and restrictions of ML application, unsupervised and supervised analysis of income and accessibility indicators to health, education and leisure were performed. The data of the São Paulo municipality from the years of 2000 and 2010 was explored. The analyzed plans do not present measures for evaluating spatial inequalities. It is possible to identify that the low-income population has low accessibility to all facilities, especially, hospital and cultural centers. The east zone of the city presents a low-income group with intermediate level to public schools and sports centers, revealing the heterogeneity in regions out of the city center. Finally, a framework is proposed to incorporate spatial inequalities by using ML techniques in transportation plans. / Parte da literatura de planejamento de transportes conceitua a infraestrutura de transportes como uma forma de distribuir pessoas e oportunidades no território. Portanto, as desigualdades espaciais tornaram-se uma questão relevante a ser endereçada no planejamento de transportes e uso do solo. De maneira a contribuir com o desafio de avaliar desigualdades e sua heterogeneidade no ambiente urbano, esse trabalho tem como objetivo identificar e descrever padrões existentes na distribuição acessibilidade a diferentes equipamentos urbanos e dados socioeconômicos por meio de técnicas de Aprendizagem de Máquina (AM) para informar a tomada de decisão em planos de transportes. De forma a caracterizar a atual consideração de métricas de desigualdades espaciais na prática do planejamento de transportes no Brasil, nove planos de mobilidade foram revisados. Para investigar as potencialidades e restrições da aplicação de AM, análises supervisionadas e não supervisionadas de indicadores de renda e acessibilidade a saúde, educação e lazer foram realizadas. Os dados do município de São Paulo dos anos de 2000 e 2010 foram explorados. Os Planos de Mobilidade analisados não apresentam medidas para avaliação de desigualdades espaciais. Além disso, é possível identificar que a população de baixa renda tem baixa acessibilidade a todos os equipamentos urbanos, especialmente hospitais e centros culturais. A zona leste da cidade apresenta um grupo de baixa renda com nível intermediário de acessibilidade a escolas públicas e centros esportivos, evidenciando a heterogeneidade nas regiões periféricas da cidade. Finalmente, um quadro de referência é proposto para incorporação de técnicas de AM no planejamento de transportes.

A política é umbilicalmente ligada à atividade humana e está associada às questões de educação. As carências desse conjunto de diretrizes nas áreas de transportes somadas às lacunas da literatura e fragilidades desses sistemas prejudicam também os sistemas energéticos e ambientais. No Brasil as combinações desses problemas causam significativas perdas no processo de geração de bens e da qualidade de vida humana. Focando o papel do terminal portuário, representado pelo principal sistema brasileiro, as fragilidades citadas são demonstradas neste trabalho que, com o objetivo de indicar referências para implantações, melhorias, expansões, modernizações e construções de terminais de cargas, aplica uma metodologia de pesquisa para apontar a configuração dos modelos dos portos concentradores de referências internacionais com ênfase em contêineres. Os portos paradigmas são selecionados, coletam-se evidências e gera-se um sistema de informações de indicadores. Ao final, conclui-se pelo êxito do processo empregado e propõe-se dar seguimento ao projeto para gerar sinais e medidas que aperfeiçoem os sistemas portuários. / The policy is umbilically linked to human activity and it is connected to issues of education. The absence of policies in the area of transportation, added to the limitation in literature on the subject and the fragility of the transport systems also affect the environmental and energetic systems. In Brazil the combination of these problems causes significant losses in the generation of goods and the quality of human life. Focusing on the role of the port terminal, represented by the main Brazilian system, the mentioned weaknesses are demonstrated in this project that - in order to indicate references to improvements, expansions, modernization and construction of cargo terminals - applies a methodology of research aiming at the configuration for the best worldwide models of a hub port, with emphasis on container traffic. The paradigm ports are selected, evidence is collected and information system of indicators is generated. At the end, the success of the process employed is confirmed and it is proposed to proceed with the project to generate signals and measures to improve port systems.

Este trabalho trata da questão da segurança viária na cidade de São José do Rio Preto. É feito um diagnóstico da situação atual, à luz da composição e estrutura dos órgãos locais envolvidos, direta ou indiretamente, com o problema; do tratamento dado à segurança viária nas áreas de engenharia, educação e esforço legal; das informações obtidas em pesquisas de campo sobre o tráfego de veículos; e dos dados de acidentes de trânsito obtidos em levantamento efetuados. Também é proposto um plano de ações para o aumento da segurança viária na cidade, contemplando medidas diversas envolvendo os seguintes aspectos: maior segurança na circulação de pedestres, redução da velocidade de circulação dos veículos, melhoria da sinalização de trânsito, promoção de campanhas educativas contínuas, implementação de políticas educativas específicas para motociclistas, aperfeiçoamento da fiscalização, criação de um departamento específico para cuidar da segurança no trânsito dentro da Secretaria de Trânsito e Transportes, informatização dos dados e processamento das informações relativas aos acidentes de trânsito, avaliação do risco de acidentes utilizando auditoria de campo e técnica de conflitos de tráfego, implementação de ações efetivas nos campos de engenharia e esforço legal para reduzir os acidentes, melhoria do transporte público, etc. / This work deals with the subject of traffic safety in the city of São José do Rio Preto. A diagnosis of the current situation, using the composition and structures of the local organs, direct or indirectly involved with the problem; of the treatment given to the traffic safety in the areas of engineering, education and legal effort; from the information obtained in field researches on the traffic of vehicles; and from the data of traffic accidents obtained is done in this work. A plan of actions is also proposed for the increase of the traffic safety in the city, considering several measures involving the following aspects : larger safety in the pedestrians\'circulation, reduction of the speed of circulation of the vehicles, improvement of the traffic signs, promotion of continuous educational campaigns, implementation of specific educational politics for motorcyclists, improvement of the police actions, creation of a specific department of traffic safety in the Traffic and Transports Secretary, utilization of computer for processing the traffic accidents information, evaluation of accidents risk using field audit and traffic conflicts techniques, implementation of effective actions in the fields of engineering and legal effort to reduce the accidents, improvement public transportation, etc.

Mobilidade Urbana é uma das questões mais importantes da atualidade, pois afeta uma parcela significativa da população, impacta fortemente a poluição ambiental, é um problema mundial e tende a piorar com o aumento da densidade populacional e das cidades. A provisão de grandes obras de infraestrutura é cada vez mais difícil e onerosa, sendo necessário o uso da tecnologia e da integração de sistemas para o melhor aproveitamento da estrutura existente. O objetivo desta tese é propor um modelo de gestão para automação de centros integrados aderentes às realidades de custo, disponibilidade tecnológica, cultura organizacional e estratégias políticas de cidades com características semelhantes aos grandes e médios municípios do Brasil. Tal modelo permite, dentre outras contribuições, promover melhorias nas tomadas de decisão por gestores da área de mobilidade urbana por meio da incorporação e da liberação de dados e informações dentro de uma modelagem de gestão que visa facilitar as parcerias e a comunicação entre diferentes setores. As maiores cidades brasileiras estão buscando se atualizar para resolver seus problemas de mobilidade e passam por um período de transformação. A proposta do Centro Integrado de Mobilidade Urbana possibilita automatizar processos, implementar novas funcionalidades, fornecer informações para usuários, compartilhar recursos e diminuir custos. A utilização de ferramentas do arcabouço da Modelagem por Processos de Negócios (BPM) é a escolha lógica para um sistema que lida com tantas interrupções. Ao se projetar modelos de trabalho com o intuito de incorporar novas tecnologias e/ou torná-los mais eficientes, é preciso modelá-los de alguma maneira. O sistema de BPM adapta-se bem à necessidade de padronização e reprodutibilidade de processos, propiciando ainda a agregação de múltiplas saídas por processo. A visibilidade e o alcance desta metodologia aumenta a sobrevida de modelagens realizadas nesta base. O desenvolvimento de aplicativos de mobilidade deve acontecer de forma acelerada nos próximos anos. Como demonstrado, a necessidade de automação, integração e consolidação de informações corroboram com a de criação de um Centro Integrado. A utilização dos sistemas propostos é uma maneira de formalizar e aumentar a busca por parcerias e facilitar colaborações tanto no sentido de captar quanto de informar, dando suporte às pesquisas internas de órgãos públicos e privados. / Urban Mobility is one of the most important issues of our times, because it affects a significant portion of the population, strongly impacts the environmental pollution, it is a global problem and tends to get worse with increasing of population density and cities. The delivery of major infrastructure is becoming increasingly difficult and costly, requiring the use of technology and systems integration for better utilization of the existing structure. The objective of this thesis is to propose a management model for automation of integrated centers connected to cost realities, technological availability, organizational culture and political strategies of cities similar to large and mediumsized municipalities in Brazil. This model allows, among other contributions, to promote improvements in the decision making process by managers of urban mobility area through the incorporation and release of data and information within a management model to facilitate partnerships and communication among different sectors. The largest Brazilian cities are seeking to update themselves to solve their mobility problems and undergo a period of transformation. The Integrated Urban Mobility Center proposed allow to automate processes, implement new functionalities, provide information to users, share resources and reduce costs. Using tools from the Business Process Modeling (BPM) framework is the logical choice for a system that handles so many disruptions. When designing work model to incorporate new technologies and / or to make them more efficient, it is necessary to modeled it in some way. The BPM system adapts well to the needs of standardization and processes reproducibility, further enabling aggregation of multiple outputs by process. The visibility and extent of this methodology increases the life time of modeling performed on this basis. The development of mobility apps will happen rapidly in the coming years. As demonstrated, the need for automation, integration and consolidation of information corroborates with the creation of an Integrated Center. The use of the proposed systems is a way to formalize and increase the search for partnerships and facilitate collaboration both to capture as to inform, supporting the internal researches of private and public agencies.

Este trabalho trata da questão da segurança viária na cidade de São José do Rio Preto. É feito um diagnóstico da situação atual, à luz da composição e estrutura dos órgãos locais envolvidos, direta ou indiretamente, com o problema; do tratamento dado à segurança viária nas áreas de engenharia, educação e esforço legal; das informações obtidas em pesquisas de campo sobre o tráfego de veículos; e dos dados de acidentes de trânsito obtidos em levantamento efetuados. Também é proposto um plano de ações para o aumento da segurança viária na cidade, contemplando medidas diversas envolvendo os seguintes aspectos: maior segurança na circulação de pedestres, redução da velocidade de circulação dos veículos, melhoria da sinalização de trânsito, promoção de campanhas educativas contínuas, implementação de políticas educativas específicas para motociclistas, aperfeiçoamento da fiscalização, criação de um departamento específico para cuidar da segurança no trânsito dentro da Secretaria de Trânsito e Transportes, informatização dos dados e processamento das informações relativas aos acidentes de trânsito, avaliação do risco de acidentes utilizando auditoria de campo e técnica de conflitos de tráfego, implementação de ações efetivas nos campos de engenharia e esforço legal para reduzir os acidentes, melhoria do transporte público, etc. / This work deals with the subject of traffic safety in the city of São José do Rio Preto. A diagnosis of the current situation, using the composition and structures of the local organs, direct or indirectly involved with the problem; of the treatment given to the traffic safety in the areas of engineering, education and legal effort; from the information obtained in field researches on the traffic of vehicles; and from the data of traffic accidents obtained is done in this work. A plan of actions is also proposed for the increase of the traffic safety in the city, considering several measures involving the following aspects : larger safety in the pedestrians\'circulation, reduction of the speed of circulation of the vehicles, improvement of the traffic signs, promotion of continuous educational campaigns, implementation of specific educational politics for motorcyclists, improvement of the police actions, creation of a specific department of traffic safety in the Traffic and Transports Secretary, utilization of computer for processing the traffic accidents information, evaluation of accidents risk using field audit and traffic conflicts techniques, implementation of effective actions in the fields of engineering and legal effort to reduce the accidents, improvement public transportation, etc.

Mobilidade Urbana é uma das questões mais importantes da atualidade, pois afeta uma parcela significativa da população, impacta fortemente a poluição ambiental, é um problema mundial e tende a piorar com o aumento da densidade populacional e das cidades. A provisão de grandes obras de infraestrutura é cada vez mais difícil e onerosa, sendo necessário o uso da tecnologia e da integração de sistemas para o melhor aproveitamento da estrutura existente. O objetivo desta tese é propor um modelo de gestão para automação de centros integrados aderentes às realidades de custo, disponibilidade tecnológica, cultura organizacional e estratégias políticas de cidades com características semelhantes aos grandes e médios municípios do Brasil. Tal modelo permite, dentre outras contribuições, promover melhorias nas tomadas de decisão por gestores da área de mobilidade urbana por meio da incorporação e da liberação de dados e informações dentro de uma modelagem de gestão que visa facilitar as parcerias e a comunicação entre diferentes setores. As maiores cidades brasileiras estão buscando se atualizar para resolver seus problemas de mobilidade e passam por um período de transformação. A proposta do Centro Integrado de Mobilidade Urbana possibilita automatizar processos, implementar novas funcionalidades, fornecer informações para usuários, compartilhar recursos e diminuir custos. A utilização de ferramentas do arcabouço da Modelagem por Processos de Negócios (BPM) é a escolha lógica para um sistema que lida com tantas interrupções. Ao se projetar modelos de trabalho com o intuito de incorporar novas tecnologias e/ou torná-los mais eficientes, é preciso modelá-los de alguma maneira. O sistema de BPM adapta-se bem à necessidade de padronização e reprodutibilidade de processos, propiciando ainda a agregação de múltiplas saídas por processo. A visibilidade e o alcance desta metodologia aumenta a sobrevida de modelagens realizadas nesta base. O desenvolvimento de aplicativos de mobilidade deve acontecer de forma acelerada nos próximos anos. Como demonstrado, a necessidade de automação, integração e consolidação de informações corroboram com a de criação de um Centro Integrado. A utilização dos sistemas propostos é uma maneira de formalizar e aumentar a busca por parcerias e facilitar colaborações tanto no sentido de captar quanto de informar, dando suporte às pesquisas internas de órgãos públicos e privados. / Urban Mobility is one of the most important issues of our times, because it affects a significant portion of the population, strongly impacts the environmental pollution, it is a global problem and tends to get worse with increasing of population density and cities. The delivery of major infrastructure is becoming increasingly difficult and costly, requiring the use of technology and systems integration for better utilization of the existing structure. The objective of this thesis is to propose a management model for automation of integrated centers connected to cost realities, technological availability, organizational culture and political strategies of cities similar to large and mediumsized municipalities in Brazil. This model allows, among other contributions, to promote improvements in the decision making process by managers of urban mobility area through the incorporation and release of data and information within a management model to facilitate partnerships and communication among different sectors. The largest Brazilian cities are seeking to update themselves to solve their mobility problems and undergo a period of transformation. The Integrated Urban Mobility Center proposed allow to automate processes, implement new functionalities, provide information to users, share resources and reduce costs. Using tools from the Business Process Modeling (BPM) framework is the logical choice for a system that handles so many disruptions. When designing work model to incorporate new technologies and / or to make them more efficient, it is necessary to modeled it in some way. The BPM system adapts well to the needs of standardization and processes reproducibility, further enabling aggregation of multiple outputs by process. The visibility and extent of this methodology increases the life time of modeling performed on this basis. The development of mobility apps will happen rapidly in the coming years. As demonstrated, the need for automation, integration and consolidation of information corroborates with the creation of an Integrated Center. The use of the proposed systems is a way to formalize and increase the search for partnerships and facilitate collaboration both to capture as to inform, supporting the internal researches of private and public agencies.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-21T22:37:51Z No. of bitstreams: 1 63c.pdf: 2699232 bytes, checksum: 1ae2013ef31101508f9fef3997d71790 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-21T22:37:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 63c.pdf: 2699232 bytes, checksum: 1ae2013ef31101508f9fef3997d71790 (MD5) Previous issue date: 2013 / SIMTUR - Sistema Inteligente De Monitoramento de Tráfego Urbano / O crescente aumento do uso de automóveis e de motocicletas tem provocado uma contínua degradação no trânsito urbano das grandes metrópoles. Este cenário é agravado pelas deficiências nos atuais sistemas de transporte público, geradas, em parte, pela falta de informação ao usuário. O presente trabalho apresenta um modelo computacional para um sistema de informação ao usuário de transporte público. Ao contrário de outros trabalhos baseados no algoritmo clássico Dijkstra, a abordagem apresentada faz uso do algoritmo A* para resolução do problema de caminhos mínimos, presente neste contexto, a fim de reduzir o tempo de resposta de maneira que o modelo possa ser utilizado em um sistema real de informação ao usuário. O modelo proposto considera múltiplos critérios de decisão, como a distância total percorrida e o número de transbordos. Um estudo de caso foi realizado utilizando dados reais do transporte público da cidade Porto Alegre com o objetivo de avaliar o modelo computacional desenvolvido. Os resultados gerados foram comparados com aqueles obtidos através do emprego do algoritmo Dijkstra e indicam que a combinação do algoritmo A* com técnicas de aceleração permite reduzir, significativamente, a complexidade de espaço, o tempo de processamento e o número de transbordos. / The increasing use of automobiles and motorcycles has caused a continuous degradation in the traffic of large cities. This scenario gets worse due to shortcomings in the current public transportation, which is entailed, in a certain way, by the lack of information provided to the user. This study shows a computing model for a public transportation user information system. Unlike other studies based on the classical Dijkstra’s algorithm, the approach makes use of the algorithm A* to solve a shortest path problem to reduce the response time so that the model can be used in an real-time web information system. The proposed model takes into account multiple criteria of decision, such as total distance traveled and number of transfers and it was evaluated with data from Porto Alegre’s public transportation. The results were compared to those ones obtained by the use of Dijkstra’s algorithm and indicate that the combination of algorithm A* with acceleration techniques allows reducing significantly the space complexity, processing time and the number of transfers.

Este trabalho tem como objetivo principal direcionar a tomada de decisões para a escolha dos diferentes parâmetros que envolvem o alinhamento horizontal e vertical do projeto geométrico ferroviário de trens de alta velocidade (TAV) e de longo percurso, bem como descrever conceitos teóricos para parâmetros de segurança e conforto, baseados em normas internacionais. A pesquisa se desenvolve através de consultas em revistas especializadas, artigos, publicações, normas técnicas e livros. Pela escassez de dados em língua nacional e material bibliográfico desatualizado, as pesquisas se concentram essencialmente em material internacional. Apesar do Brasil ser um dos países em desenvolvimento com maior ascensão no cenário global, tem apresentado, nas últimas décadas, sérios problemas de infra-estrutura devido a uma distribuição desequilibrada na área de transportes, com altíssima concentração no modo rodoviário, com aeroportos e rodovias operando acima da capacidade satisfatória, além de um leque limitado de alternativas de transporte. Devido à falta de investimentos no setor ferroviário, grande parte da malha ferroviária brasileira tornou-se inoperante ou até mesmo inexistente, resultando numa enorme diminuição da mão de obra qualificada e formação acadêmica nesse ramo. Como conseqüência, os estudos relacionados ao projeto ferroviário também foram afetados diretamente. Nesse contexto, é importante que se resgate normas, publicações, especificações técnicas e experiências adotadas em outros países com sólidas tradições ferroviárias, de modo a incorporar em nossa formação acadêmica tais conceitos, como é um dos objetivos dessa dissertação. / This dissertation has as main objective to guide in taking decisions for the selection of different parameters which involve the horizontal and vertical railway geometric design of high speed (HST) and long distance trains as well as theoretical concepts for describing security parameters and comfort, based on international standards. The research is developed through consultations in specialized magazines, articles, publications, standards and technical books. Due to the scarcity of data in the national language and outdated library materials, the research focuses primarily on international material. Although Brazil is a developing country with one of the highest rises in the global scene, the country has faced in recent decades serious infrastructure problems due to an uneven distribution in the area of transport, with high concentration in the road, and airports and roads operating above satisfactory capacity, resulted by a limited range of transportation alternatives. Due to the lack of investment in the railway sector, much of the Brazilian railway system became inoperative or even nonexistent, resulting in a tremendous decrease of skilled labor and academic training in this field. As a result, studies related to the railway project have also been directly impacted. In this context, it is important to rescue standards, publications, experiences and technical specifications adopted in other countries with strong tradition in railways in order to incorporate these concepts into our academic formation, which is one of the purposes of this dissertation.