Desenvolveu-se uma metodologia para integração de dois modelos matemáticos, um de quantidade de água, em rede de fluxo, denominado ACQUANET com outro de qualidade de água, de uma dimensão, aplicado a represas, denominado CE-QUAL-R1. Para tanto, foi elaborada uma INTERFACE em linguagem de programação possibilitando que as vazões resultantes, simuladas pelo ACQUANET, servissem como dados de entrada ao CE-QUAL-R1 para simular a distribuição vertical das variáveis de qualidade de água em uma represa. Essa metodologia foi aplicada à Represa Jaguari-Jacareí no Sistema Cantareira em São Paulo, Brasil, como alternativa de gerenciamento quali-quantitativo, além de possibilitar o uso de retirada de água em diferentes profundidades, através da operação de tomadas d’água seletivas existentes. / A methodology was developed for the integration of two mathematical models, one of water quantity in network named ACQUANET with other of water quality, in one dimension, applied in revervoirs, named CE-QUAL-R1. In order to achieve this goal, an INTERFACE was developed to link the CE-QUAL-R1 with ACQUANET outflow results. It should be highlighted that ACQUANET has been used for beginning values of CE-QUAL-R1 and to simulate the vertical distribution of water quality variables in a reservoir. This methodology was applied to Jaguari-Jacarei Reservoir, of Cantareira System in Sao Paulo, Brazil, as a management quality and quantity tool of the system and it showed the use possibility of withdrawal of outflowing waters from different depths, through existing selective withdrawals ports operation.

Os resíduos urbanos descartados de forma irregular constituem um problema sério, principalmente nas grandes cidades, causando entupimento de bueiros e drenagem com conseqüentes inundações, sujeira e transmissão de doenças tais como leptospirose e dengue além de ser um estorvo para o trânsito e acarretarem gastos para a Prefeitura. Por outro lado, reciclar este material é uma fonte de receitas e um gerador de empregos. A Geovisualização Analítica pode ser de grande auxílio para a análise desse problema complexo e para a tomada de decisão. Com essa motivação, a presente dissertação procura fornecer uma visão geral sobre o estado da arte quanto a conceitos e pesquisas em Geovisualização (GVis) e Processamento Analítico (OLAP e SOLAP). Apresenta também processos, metodologias e tecnologias que foram utilizadas no desenvolvimento de um protótipo de um sistema analítico de informações aplicado à área de gestão da coleta seletiva de resíduos sólidos recicláveis em ambiente urbano. Este protótipo, efetivamente implantado, combinou navegação e consulta para recuperar informações através de seleções espaciais e alfanuméricas. Através de exemplos foi mostrado que este tipo de solução auxilia gestores nos processos de exploração, análise e tomada de decisão. / Domestic waste illegally disposed constitute a serious problem, especially in large cities, causing clogging of drains and drainage with subsequent flooding, dirt and transmission of diseases such as leptospirosis and dengue as well as being a hindrance to traffic and would entail city hall costs. Moreover, recycle this material is a source of revenue and a generator of jobs. The Analytical Geovisualization can be of great help in the analysis of this complex problem and the decision-making. With this motivation, this paper seeks to provide an overview of the state of the art as the concepts and research in Geovisualization (GVis) and Analytical Processing (OLAP and SOLAP). It also presents processes, methodologies and technologies that were used in developing a prototype of an analytical system applied to the area of selective collection information management of recyclable solid waste in urban environments. This prototype, effectively deployed, combined navigation and query to retrieve information through spatial and alphanumeric selections. Through examples it was shown that this type of solution helps managers in operating procedures, analysis and decision making.

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:36:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009 / O objetivo deste trabalho é apresentar os passos necessários para a construção de data marts /data warehouses como uma solução para um ambiente de suporte à decisão. Seu foco não é, entretanto, o aprofundamento de cada uma das etapas deste método (uma vez que existe uma ampla literatura sobre o assunto), mas realçar a importância do envolvimento do usuário aqui denominado consumidor da informação durante o processo de criação e manutenção destes data marts / data warehouses. O consumidor da informação é chamado a participar de um plano integrado com os membros das áreas detentoras do conhecimento necessário para a construção destas soluções de suporte à decisão, incluindo a área de tecnologia da informação. A disseminação das informações contidas nestes bancos de dados para os diversos tipos de consumidores da informação(com diferentes recursos de hardware, software e humanos disponíveis), e sua aplicação no controle social, também são discutidas aqui. / The purpose of this work is to present the required steps for the construction of data marts / data warehouses as a solution for a decision support environment. However, its focus is not to go deeper in each of the steps of this method (since there is a broad literature about the subject), but to highlight the importance of the user – here called information consumer – engagement during the process of creating and maintaining these data marts / data warehouses. The information consumer is called to take part in an integrated plan together with the members of the areas who own the necessary knowledge to build these decision support solutions, including the information technology (IT) area. The spread of the informations contained in these databases to the different types of information consumers (with different hardware, software and human resources available), and its application in social control, is also discussed here.

ANP / Este trabalho propõe o uso de Mapas Cognitivos Fuzzy Dinâmicos (DFCM, do inglês Dynamic Fuzzy Cognitive Maps), uma evolução dos Mapas Cognitivos Fuzzy (FCM), para o desenvolvimento de sistemas autônomos para tomada de decisões. O FCM representa o conhecimento de forma simbólica, através de conceitos e relações causais dispostas em um grafo. Na sua versão clássica, os FCMs são usados no desenvolvimento de modelos estáticos, sendo inapropriados para o desenvolvimento de modelos temporais ou dinâmicos devido à ocorrência simultânea de todas as causalidades em uma estrutura fixa dos grafos, i.e., os conceitos e suas relações causais são invariantes no tempo. O DFCM utiliza o mesmo formalismo matemático do FCM através de grafos, acrescentando funcionalidades, como por exemplo, a capacidade de auto adaptação através de algoritmos de aprendizagem de máquina e a possibilidade de inclusão de novos tipos de conceitos e relações causais ao modelo FCM clássico. A partir dessas inclusões, é possível construir modelos DFCM para tomada de decisões dinâmicas, as quais são necessárias no desenvolvimento de ferramentas inteligentes em áreas de conhecimento correlatas à engenharia, de modo especifico a construção de modelos aplicados em Robótica Autônoma. Em especial, para as áreas de Robótica de Enxame e Vida artificial, como abordados nesta pesquisa. O sistema autônomo desenvolvido neste trabalho aborda problemas com diferentes objetivos (como desviar de obstáculos, coletar alvos ou alimentos, explorar o ambiente), hierarquizando as ações necessárias para atingi-los, através do uso de uma arquitetura para o planejamento, inspirada no modelo clássico de Subsunção de Brooks, e uma máquina de estados para o gerenciamento das ações. Conceitos de aprendizagem de máquina, em especial Aprendizagem por Reforço, são empregadas no DFCM para a adaptação dinâmica das relações de casualidade, possibilitando o controlador a lidar com eventos não modelados a priori. A validação do controlador DFCM proposto é realizada por meio de experimentos simulados através de aplicações nas áreas supracitadas. / This dissertation proposes the use of Dynamic Fuzzy Cognitive Maps (DFCM), an evolution of Fuzzy Cognitive Maps (FCM), for the development of autonomous system to decision-taking. The FCM represents knowledge in a symbolic way, through concepts and causal relationships disposed in a graph. In its standard form, the FCMs are limited to the development of static models, in other words, classical FCMs are inappropriate for development of temporal or dynamic models due to the simultaneous occurrence of all causalities in a permanent structure, i.e., the concepts and the causal relationships are time-invariant. The DFCM uses the same mathematical formalism of the FCM, adding features to its predecessor, such as self-adaptation by means of machine learning algorithms and the possibility of inclusion of new types of concepts and causal relationships into the classical FCM model. From these inclusions, it is possible to develop DFCM models for dynamic decision-making problems, which are needed to the development of intelligent tools in engineering and other correlated areas, specifically, the construction of autonomous systems applied in Autonomous Robotic. In particular, to the areas of Swarm Robotics and Artificial Life, as approached in this research. The developed autonomous system deals with multi-objective problems (such as deviate from obstacle, collect target or feed, explore the environment), hierarchizing the actions needed to reach them, through the use of an architecture for planning, inspired by the Brook’s classical Subsumption model, and a state machine for the management of the actions. Learning machine algorithms, in particular Reinforcement Learning, are implemented in the DFCM to dynamically tune the causalities, enabling the controller to handle not modelled event a priori. The proposed DFCM model is validated by means of simulated experiments applied in the aforementioned areas.

ANP / Este trabalho propõe o uso de Mapas Cognitivos Fuzzy Dinâmicos (DFCM, do inglês Dynamic Fuzzy Cognitive Maps), uma evolução dos Mapas Cognitivos Fuzzy (FCM), para o desenvolvimento de sistemas autônomos para tomada de decisões. O FCM representa o conhecimento de forma simbólica, através de conceitos e relações causais dispostas em um grafo. Na sua versão clássica, os FCMs são usados no desenvolvimento de modelos estáticos, sendo inapropriados para o desenvolvimento de modelos temporais ou dinâmicos devido à ocorrência simultânea de todas as causalidades em uma estrutura fixa dos grafos, i.e., os conceitos e suas relações causais são invariantes no tempo. O DFCM utiliza o mesmo formalismo matemático do FCM através de grafos, acrescentando funcionalidades, como por exemplo, a capacidade de auto adaptação através de algoritmos de aprendizagem de máquina e a possibilidade de inclusão de novos tipos de conceitos e relações causais ao modelo FCM clássico. A partir dessas inclusões, é possível construir modelos DFCM para tomada de decisões dinâmicas, as quais são necessárias no desenvolvimento de ferramentas inteligentes em áreas de conhecimento correlatas à engenharia, de modo especifico a construção de modelos aplicados em Robótica Autônoma. Em especial, para as áreas de Robótica de Enxame e Vida artificial, como abordados nesta pesquisa. O sistema autônomo desenvolvido neste trabalho aborda problemas com diferentes objetivos (como desviar de obstáculos, coletar alvos ou alimentos, explorar o ambiente), hierarquizando as ações necessárias para atingi-los, através do uso de uma arquitetura para o planejamento, inspirada no modelo clássico de Subsunção de Brooks, e uma máquina de estados para o gerenciamento das ações. Conceitos de aprendizagem de máquina, em especial Aprendizagem por Reforço, são empregadas no DFCM para a adaptação dinâmica das relações de casualidade, possibilitando o controlador a lidar com eventos não modelados a priori. A validação do controlador DFCM proposto é realizada por meio de experimentos simulados através de aplicações nas áreas supracitadas. / This dissertation proposes the use of Dynamic Fuzzy Cognitive Maps (DFCM), an evolution of Fuzzy Cognitive Maps (FCM), for the development of autonomous system to decision-taking. The FCM represents knowledge in a symbolic way, through concepts and causal relationships disposed in a graph. In its standard form, the FCMs are limited to the development of static models, in other words, classical FCMs are inappropriate for development of temporal or dynamic models due to the simultaneous occurrence of all causalities in a permanent structure, i.e., the concepts and the causal relationships are time-invariant. The DFCM uses the same mathematical formalism of the FCM, adding features to its predecessor, such as self-adaptation by means of machine learning algorithms and the possibility of inclusion of new types of concepts and causal relationships into the classical FCM model. From these inclusions, it is possible to develop DFCM models for dynamic decision-making problems, which are needed to the development of intelligent tools in engineering and other correlated areas, specifically, the construction of autonomous systems applied in Autonomous Robotic. In particular, to the areas of Swarm Robotics and Artificial Life, as approached in this research. The developed autonomous system deals with multi-objective problems (such as deviate from obstacle, collect target or feed, explore the environment), hierarchizing the actions needed to reach them, through the use of an architecture for planning, inspired by the Brook’s classical Subsumption model, and a state machine for the management of the actions. Learning machine algorithms, in particular Reinforcement Learning, are implemented in the DFCM to dynamically tune the causalities, enabling the controller to handle not modelled event a priori. The proposed DFCM model is validated by means of simulated experiments applied in the aforementioned areas.

Os resíduos urbanos descartados de forma irregular constituem um problema sério, principalmente nas grandes cidades, causando entupimento de bueiros e drenagem com conseqüentes inundações, sujeira e transmissão de doenças tais como leptospirose e dengue além de ser um estorvo para o trânsito e acarretarem gastos para a Prefeitura. Por outro lado, reciclar este material é uma fonte de receitas e um gerador de empregos. A Geovisualização Analítica pode ser de grande auxílio para a análise desse problema complexo e para a tomada de decisão. Com essa motivação, a presente dissertação procura fornecer uma visão geral sobre o estado da arte quanto a conceitos e pesquisas em Geovisualização (GVis) e Processamento Analítico (OLAP e SOLAP). Apresenta também processos, metodologias e tecnologias que foram utilizadas no desenvolvimento de um protótipo de um sistema analítico de informações aplicado à área de gestão da coleta seletiva de resíduos sólidos recicláveis em ambiente urbano. Este protótipo, efetivamente implantado, combinou navegação e consulta para recuperar informações através de seleções espaciais e alfanuméricas. Através de exemplos foi mostrado que este tipo de solução auxilia gestores nos processos de exploração, análise e tomada de decisão. / Domestic waste illegally disposed constitute a serious problem, especially in large cities, causing clogging of drains and drainage with subsequent flooding, dirt and transmission of diseases such as leptospirosis and dengue as well as being a hindrance to traffic and would entail city hall costs. Moreover, recycle this material is a source of revenue and a generator of jobs. The Analytical Geovisualization can be of great help in the analysis of this complex problem and the decision-making. With this motivation, this paper seeks to provide an overview of the state of the art as the concepts and research in Geovisualization (GVis) and Analytical Processing (OLAP and SOLAP). It also presents processes, methodologies and technologies that were used in developing a prototype of an analytical system applied to the area of selective collection information management of recyclable solid waste in urban environments. This prototype, effectively deployed, combined navigation and query to retrieve information through spatial and alphanumeric selections. Through examples it was shown that this type of solution helps managers in operating procedures, analysis and decision making.

Desenvolveu-se uma metodologia para integração de dois modelos matemáticos, um de quantidade de água, em rede de fluxo, denominado ACQUANET com outro de qualidade de água, de uma dimensão, aplicado a represas, denominado CE-QUAL-R1. Para tanto, foi elaborada uma INTERFACE em linguagem de programação possibilitando que as vazões resultantes, simuladas pelo ACQUANET, servissem como dados de entrada ao CE-QUAL-R1 para simular a distribuição vertical das variáveis de qualidade de água em uma represa. Essa metodologia foi aplicada à Represa Jaguari-Jacareí no Sistema Cantareira em São Paulo, Brasil, como alternativa de gerenciamento quali-quantitativo, além de possibilitar o uso de retirada de água em diferentes profundidades, através da operação de tomadas d’água seletivas existentes. / A methodology was developed for the integration of two mathematical models, one of water quantity in network named ACQUANET with other of water quality, in one dimension, applied in revervoirs, named CE-QUAL-R1. In order to achieve this goal, an INTERFACE was developed to link the CE-QUAL-R1 with ACQUANET outflow results. It should be highlighted that ACQUANET has been used for beginning values of CE-QUAL-R1 and to simulate the vertical distribution of water quality variables in a reservoir. This methodology was applied to Jaguari-Jacarei Reservoir, of Cantareira System in Sao Paulo, Brazil, as a management quality and quantity tool of the system and it showed the use possibility of withdrawal of outflowing waters from different depths, through existing selective withdrawals ports operation.