Estágio realizado na Newton Consultores de Engenharia, Ld.ª / Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Vias de Comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Esta tese propõe um modelo computacional para análise de conformidade de áreas e superfícies de proteção de aeródromos aos critérios de projeto geométrico previstos no Anexo 14 da ICAO (International Civil Aviation Organization). Não foram encontrados na literatura softwares open source com esta finalidade. Os critérios da ICAO impõem áreas e superfícies imaginárias de proteção que se originam na vizinhança de cada uma das pistas de pouso e/ou de decolagem. Dessas exigências normativas decorre um complexo conjunto de áreas em solo e superfícies no espaço aéreo, as quais ordenam a presença de objetos fixos e móveis dentro e fora dos limites do sítio aeroportuário. Os dados de entrada do modelo proposto compreendem: informações sobre a topografia e sobre os limites internos e externos do sítio; a posição de objetos fixos e móveis; a categoria da aeronave; o procedimento de aproximação empregado; e informações sobre a configuração do sistema de pistas. O modelo computacional proposto integra conceitos de CAD (Computer Aided Design) e de GIS (Geographic Information System) para a geração automática de geometrias georreferenciadas, de acordo com um MDE (Modelo Digital de Elevação), internamente representado por uma malha TIN (Triangulated Irregular Network). Além da geração virtual das geometrias, o modelo permite a detecção automática de eventuais interferências nas áreas e superfícies de proteção pelos objetos fixos e móveis. O modelo apresenta os resultados das análises por meio de janelas gráficas e permite a exportação dos arquivos KML para um globo virtual, como o Google Earth. Os arquivos KML representam as áreas e superfícies de proteção e os objetos fixos e móveis, destacando os obstáculos detectados. A modelagem proposta foi implementada em linguagem Python, testada e validada para instâncias fictícias e para um caso real, relacionado ao Aeroporto de Viracopos em Campinas, no Brasil (SBKP). Buscas sistemáticas na literatura científica nacional e internacional indicam que a modelagem aqui proposta é inédita, contribuindo para preencher a lacuna identificada na revisão bibliográfica realizada. / This thesis proposes a computational model for analysis of conformity of aerodrome protection areas and surfaces according to ICAO (International Civil Aviation Organization) Annex 14 geometric design criteria. No open source software with this purpose could be found in the literature. ICAO criteria impose imaginary protection areas and surfaces that start at the vicinity of each runway, leading to a complex set of geometries on the ground and in the airspace. Fixed and movable objects, both inside and outside the aerodrome property limits, are controlled by means of this set of imaginary surfaces. Input data for the herein proposed model comprises: aerodrome site topography and internal and external boundaries; fixed and movable objects position; aircraft category; approach procedures; and runway system configuration data. The model integrates CAD (Computer Aided Design) and GIS (Geographic Information System) technologies in order to automatically generate georeferenced geometries, that take into account a DEM (Digital Elevation Model), internally represented by a TIN (Triangulated Irregular Network) approach. In addition to geometry generation, the proposed model also performs obstacle assessment regarding the suppositional geometric interferences between protection areas and surfaces and the fixed and movable objects. The model results are outputted by means of screen plots, execution console (detected geometric interferences) and KML (Keyhole Markup Language) files, to be exported to virtual globes, like Google Earth. The KML files represent the geometries of protection areas and surfaces as well as fixed and movable objects, highlighting detected obstacles. The model was implemented in Python language and tested for validation, employing both fictitious and a real instance, related to the Viracopos International Airport (SBKP), in Campinas, Brazil. The undergone bibliographic search, considering national and international literature, indicates that this research introduces an unprecedented model, filling in a gap in the literature.

Esta pesquisa objetivou contribuir para o dimensionamento e a análise operacional de terminais metroviários e ferroviários brasileiros. Para tanto, iniciou-se com um levantamento bibliográfico sobre o tema, a partir do qual se procedeu à conceituação sistêmica do terminal, do seu dimensionamento operacional e do comportamento de pedestres no mesmo. Com base nesses conceitos, foi desenvolvido um modelo de simulação capaz de fornecer suporte aos processos de dimensionamento e avaliação operacional de terminais urbanos de passageiros ferroviários e metroviários. A pesquisa bibliográfica e uma pesquisa em campo suportaram a concepção do modelo, voltado para a realidade brasileira. A modelagem desenvolvida representa os passageiros ao passarem pelos processos envolvidos no embarque e desembarque do terminal. Devido à dificuldade de obtenção de dados operacionais, foi feita uma calibração do modelo por meio da comparação entre dados medidos em terminais durante sua operação e os resultados do modelo. Foram simulados cenários por meio do modelo e seus resultados analisados, o que permitiu sua comparação e a identificação de soluções que se adequam melhor aos requisitos do terminal. Os testes mostraram que o modelo é adequado para dar suporte à tomada de decisão ao planejador durante o planejamento e avaliação operacional desse tipo de terminal e representa um passo significativo para o desenvolvimento de um modelo mais completo, capaz de permitir sua aplicação a terminais mais complexos, incluindo o tratamento de componentes não operacionais. / This research aimed to contribute to the operational design and evaluation of urban passenger rail and subway terminals in Brazil. To this end, it began with a literature research on the subject that induced to systemic conceptualization of the terminal, its design and the operational pedestrian behavior in it. Based on these concepts, a simulation model was developed to support the processes of operational design and evaluation of urban passenger rail and subway terminals. The literature and field research supported the construction of the model, focused on the Brazilian reality. The model developed represents passengers traversing the processes involved in loading and unloading throughout the terminal. Due to the difficulty of obtaining operational data, a calibration of the model was performed by comparing data measured at terminals during operation and the model outputs. Scenarios were simulated by the model and its results analyzed, which allowed their comparison and identification of solutions that fit best the problem requirements. The tests showed that the model is suitable to support decision-making to the planner during the planning and operational evaluation of this type of terminal and represents a significant step towards developing a more complete model, able to allow its application to more complex terminals, including the treatment of non-operating components.

Esta pesquisa objetivou contribuir para o dimensionamento e a análise operacional de terminais metroviários e ferroviários brasileiros. Para tanto, iniciou-se com um levantamento bibliográfico sobre o tema, a partir do qual se procedeu à conceituação sistêmica do terminal, do seu dimensionamento operacional e do comportamento de pedestres no mesmo. Com base nesses conceitos, foi desenvolvido um modelo de simulação capaz de fornecer suporte aos processos de dimensionamento e avaliação operacional de terminais urbanos de passageiros ferroviários e metroviários. A pesquisa bibliográfica e uma pesquisa em campo suportaram a concepção do modelo, voltado para a realidade brasileira. A modelagem desenvolvida representa os passageiros ao passarem pelos processos envolvidos no embarque e desembarque do terminal. Devido à dificuldade de obtenção de dados operacionais, foi feita uma calibração do modelo por meio da comparação entre dados medidos em terminais durante sua operação e os resultados do modelo. Foram simulados cenários por meio do modelo e seus resultados analisados, o que permitiu sua comparação e a identificação de soluções que se adequam melhor aos requisitos do terminal. Os testes mostraram que o modelo é adequado para dar suporte à tomada de decisão ao planejador durante o planejamento e avaliação operacional desse tipo de terminal e representa um passo significativo para o desenvolvimento de um modelo mais completo, capaz de permitir sua aplicação a terminais mais complexos, incluindo o tratamento de componentes não operacionais. / This research aimed to contribute to the operational design and evaluation of urban passenger rail and subway terminals in Brazil. To this end, it began with a literature research on the subject that induced to systemic conceptualization of the terminal, its design and the operational pedestrian behavior in it. Based on these concepts, a simulation model was developed to support the processes of operational design and evaluation of urban passenger rail and subway terminals. The literature and field research supported the construction of the model, focused on the Brazilian reality. The model developed represents passengers traversing the processes involved in loading and unloading throughout the terminal. Due to the difficulty of obtaining operational data, a calibration of the model was performed by comparing data measured at terminals during operation and the model outputs. Scenarios were simulated by the model and its results analyzed, which allowed their comparison and identification of solutions that fit best the problem requirements. The tests showed that the model is suitable to support decision-making to the planner during the planning and operational evaluation of this type of terminal and represents a significant step towards developing a more complete model, able to allow its application to more complex terminals, including the treatment of non-operating components.

Esta tese propõe um modelo computacional para análise de conformidade de áreas e superfícies de proteção de aeródromos aos critérios de projeto geométrico previstos no Anexo 14 da ICAO (International Civil Aviation Organization). Não foram encontrados na literatura softwares open source com esta finalidade. Os critérios da ICAO impõem áreas e superfícies imaginárias de proteção que se originam na vizinhança de cada uma das pistas de pouso e/ou de decolagem. Dessas exigências normativas decorre um complexo conjunto de áreas em solo e superfícies no espaço aéreo, as quais ordenam a presença de objetos fixos e móveis dentro e fora dos limites do sítio aeroportuário. Os dados de entrada do modelo proposto compreendem: informações sobre a topografia e sobre os limites internos e externos do sítio; a posição de objetos fixos e móveis; a categoria da aeronave; o procedimento de aproximação empregado; e informações sobre a configuração do sistema de pistas. O modelo computacional proposto integra conceitos de CAD (Computer Aided Design) e de GIS (Geographic Information System) para a geração automática de geometrias georreferenciadas, de acordo com um MDE (Modelo Digital de Elevação), internamente representado por uma malha TIN (Triangulated Irregular Network). Além da geração virtual das geometrias, o modelo permite a detecção automática de eventuais interferências nas áreas e superfícies de proteção pelos objetos fixos e móveis. O modelo apresenta os resultados das análises por meio de janelas gráficas e permite a exportação dos arquivos KML para um globo virtual, como o Google Earth. Os arquivos KML representam as áreas e superfícies de proteção e os objetos fixos e móveis, destacando os obstáculos detectados. A modelagem proposta foi implementada em linguagem Python, testada e validada para instâncias fictícias e para um caso real, relacionado ao Aeroporto de Viracopos em Campinas, no Brasil (SBKP). Buscas sistemáticas na literatura científica nacional e internacional indicam que a modelagem aqui proposta é inédita, contribuindo para preencher a lacuna identificada na revisão bibliográfica realizada. / This thesis proposes a computational model for analysis of conformity of aerodrome protection areas and surfaces according to ICAO (International Civil Aviation Organization) Annex 14 geometric design criteria. No open source software with this purpose could be found in the literature. ICAO criteria impose imaginary protection areas and surfaces that start at the vicinity of each runway, leading to a complex set of geometries on the ground and in the airspace. Fixed and movable objects, both inside and outside the aerodrome property limits, are controlled by means of this set of imaginary surfaces. Input data for the herein proposed model comprises: aerodrome site topography and internal and external boundaries; fixed and movable objects position; aircraft category; approach procedures; and runway system configuration data. The model integrates CAD (Computer Aided Design) and GIS (Geographic Information System) technologies in order to automatically generate georeferenced geometries, that take into account a DEM (Digital Elevation Model), internally represented by a TIN (Triangulated Irregular Network) approach. In addition to geometry generation, the proposed model also performs obstacle assessment regarding the suppositional geometric interferences between protection areas and surfaces and the fixed and movable objects. The model results are outputted by means of screen plots, execution console (detected geometric interferences) and KML (Keyhole Markup Language) files, to be exported to virtual globes, like Google Earth. The KML files represent the geometries of protection areas and surfaces as well as fixed and movable objects, highlighting detected obstacles. The model was implemented in Python language and tested for validation, employing both fictitious and a real instance, related to the Viracopos International Airport (SBKP), in Campinas, Brazil. The undergone bibliographic search, considering national and international literature, indicates that this research introduces an unprecedented model, filling in a gap in the literature.

O objetivo desta pesquisa é investigar como o fluxo de pedestres interfere na concepção arquitetônica dos espaços que envolvem multidões. Tendo como objeto inicial as estações metroferroviárias, realizou-se um abrangente levantamento bibliográfico sobre o tema, buscando abordá-lo na complexidade que envolve o comportamento humano, a engenharia, a arquitetura e a construção. Conceitos sobre modelagem e simulação de fluxos de pedestres são apresentados e servem de base para o desenvolvimento de um estudo de caso sobre a concepção de distintos espaços arquitetônicos: O Estádio Arena das Dunas, em Natal; o Estádio Mineirão, em Belo Horizonte; o Parque Olímpico, no Rio de Janeiro; e a interligação metroviária Paulista-Consolação, em São Paulo. A presente pesquisa não tem a pretensão de apresentar soluções ou diretrizes de projeto para espaços que envolvem multidões, mas busca investigar como a concepção desses espaços pode ser alterada a partir de uma abordagem que coloca os pedestres como elemento determinante da arquitetura. / This essay aims at investigating how the pedestrian flow interferes the architectural design of the places full of people. Regarding the subway and rail stations as the initial objective, it was made a comprehensive bibliographic survey about this subject in order to speaking about the human behavior engineering, architecture and construction complexity. It is presented the modeling and simulation concepts of pedestrian flows which function as the basis for the development of a case study of different architectural spaces design: the Arena das Dunas Stadium in Natal, the Mineirão Stadium in Belo Horizonte, the Olympics Park in Rio de Janeiro and the subway stations interconnection Consolação-Paulista in São Paulo. This essay does not intend to present solutions or design guide lines for places full of people, but investigate how the design of these places can be changed from an approach that is considering the pedestrians as a determinant element of the architecture.

O objetivo desta pesquisa é investigar como o fluxo de pedestres interfere na concepção arquitetônica dos espaços que envolvem multidões. Tendo como objeto inicial as estações metroferroviárias, realizou-se um abrangente levantamento bibliográfico sobre o tema, buscando abordá-lo na complexidade que envolve o comportamento humano, a engenharia, a arquitetura e a construção. Conceitos sobre modelagem e simulação de fluxos de pedestres são apresentados e servem de base para o desenvolvimento de um estudo de caso sobre a concepção de distintos espaços arquitetônicos: O Estádio Arena das Dunas, em Natal; o Estádio Mineirão, em Belo Horizonte; o Parque Olímpico, no Rio de Janeiro; e a interligação metroviária Paulista-Consolação, em São Paulo. A presente pesquisa não tem a pretensão de apresentar soluções ou diretrizes de projeto para espaços que envolvem multidões, mas busca investigar como a concepção desses espaços pode ser alterada a partir de uma abordagem que coloca os pedestres como elemento determinante da arquitetura. / This essay aims at investigating how the pedestrian flow interferes the architectural design of the places full of people. Regarding the subway and rail stations as the initial objective, it was made a comprehensive bibliographic survey about this subject in order to speaking about the human behavior engineering, architecture and construction complexity. It is presented the modeling and simulation concepts of pedestrian flows which function as the basis for the development of a case study of different architectural spaces design: the Arena das Dunas Stadium in Natal, the Mineirão Stadium in Belo Horizonte, the Olympics Park in Rio de Janeiro and the subway stations interconnection Consolação-Paulista in São Paulo. This essay does not intend to present solutions or design guide lines for places full of people, but investigate how the design of these places can be changed from an approach that is considering the pedestrians as a determinant element of the architecture.