Individuals who use wheelchairs or who have other mobility challenges often are unable to access modern mobility systems "“ including application-based ride hailing and on-demand microtransit. Even designing a system targeted at these users is challenging, given the limited prior analysis of their travel behavior and activity patterns. Simulation tools are used by cities around the world to understand novel and complex transportation systems, yet few are including the needs of users with disabilities in these simulation studies. This thesis examines the travel patterns of wheelchair users from the 2017 National Household Travel Survey and presents a model of daily activity pattern choice of respondents who self-identify as using a wheelchair. This thesis discusses the application of a wheelchair status variable in the activity-based travel demand model ActivitySim and measures its effect on individual and household daily activity pattern choice. Wheelchair use is estimated to reduce the utility of a work daily activity pattern by 1.9 points relative to a home pattern for full time workers and 3.4 for part time workers. Including the effect of wheelchair use in a regional daily activity pattern model resulted in 21.9 percent of wheelchair users changing to a home activity pattern relative to a base scenario not including wheelchair use. Lastly, the thesis evaluates the performance of an on-demand, accessible mode for users with wheelchairs in the agent-based microsimulation BEAM. This simulation showed that demand for such a service increases linearly with fleet size and wait time remains constant, though further scenario refinement and research is necessary.

O objetivo desta pesquisa é validar a hipótese de que a acessibilidade à oportunidades influencia o comportamento dos padrões de viagens desempenhados pelos indivíduos. Para realizar a verificação desta hipótese foi formulado um procedimento (um teste de hipótese) baseado em um estudo de caso realizado na cidade de Uberlândia, utilizando informações sobre: (i) as características dos deslocamentos dos indivíduos, suas características demográficas e de participação em atividades; (ii) informações sobre o sistema de transportes, e; (iii) informações sobre a distribuição espacial das atividades. Para atingir a finalidade proposta na tese, foram elaborados procedimentos que constituem no processo de verificação da hipótese nula, constituído pelas seguintes etapas: (i) tratamento dos dados; (ii) construção das variáveis (iii) proposta para avaliação da acessibilidade no contexto da formação dos padrões de viagens; (iv) escolha de técnicas de modelagem do comportamento individual referente às decisões sobre padrões de viagens; (v) seleção das técnicas estatísticas para avaliação da significância das variáveis e desempenho dos modelos; (vi) modelagem para simulação do comportamento individual em três níveis de decisão da programação diária de atividades, modo de viagem, destino da atividade primária e padrão de viagens, e; (vii) análise dos resultados obtidos e conclusão sobre a hipótese. Após a realização do experimento realizado com as informações da cidade de Uberlândia, concluiu-se que pela verificação realizada não há elementos para rejeitar a hipótese nula, ou seja, a acessibilidade a oportunidades influencia o comportamento dos padrões de viagens encadeadas desempenhados pelos indivíduos. / The main aim of this work is to submit to a validation test the hypothesis that the accessibility to opportunities influences individuals\' trip chaining behavior. To perform the hypothesis test a procedure was developed on a study case in the city of Uberlandia, using data about: (i) characteristics of the individuals\' trips, their demographic features and activity participation; (ii) transportation system information, and; (iii) information about the spatial distribution of activities. To achieve the purpose of the thesis, it was developed procedures which consist in the hypothesis test, made by the following stages: (i) data processing; (ii) setting of the variables; (iii) a proposal to evaluate the accessibility on the context of trip chaining patterns; (iv) choosing modeling techniques to represent individual behavior regarding to its decisions on trip chaining patterns; (v) selection of statistical techniques for measures of model and variable performance; (vi) modeling individual behavior on three decision levels of the daily activity schedule, mode choice, destination choice and trip chaining patterns, and; (vii) discussion of the results and conclusion about the hypothesis. The main conclusion is that the hypothesis cannot be rejected, i.e., accessibility to opportunities influences individuals\' trip chaining behavior.

O objetivo desta pesquisa é validar a hipótese de que a acessibilidade à oportunidades influencia o comportamento dos padrões de viagens desempenhados pelos indivíduos. Para realizar a verificação desta hipótese foi formulado um procedimento (um teste de hipótese) baseado em um estudo de caso realizado na cidade de Uberlândia, utilizando informações sobre: (i) as características dos deslocamentos dos indivíduos, suas características demográficas e de participação em atividades; (ii) informações sobre o sistema de transportes, e; (iii) informações sobre a distribuição espacial das atividades. Para atingir a finalidade proposta na tese, foram elaborados procedimentos que constituem no processo de verificação da hipótese nula, constituído pelas seguintes etapas: (i) tratamento dos dados; (ii) construção das variáveis (iii) proposta para avaliação da acessibilidade no contexto da formação dos padrões de viagens; (iv) escolha de técnicas de modelagem do comportamento individual referente às decisões sobre padrões de viagens; (v) seleção das técnicas estatísticas para avaliação da significância das variáveis e desempenho dos modelos; (vi) modelagem para simulação do comportamento individual em três níveis de decisão da programação diária de atividades, modo de viagem, destino da atividade primária e padrão de viagens, e; (vii) análise dos resultados obtidos e conclusão sobre a hipótese. Após a realização do experimento realizado com as informações da cidade de Uberlândia, concluiu-se que pela verificação realizada não há elementos para rejeitar a hipótese nula, ou seja, a acessibilidade a oportunidades influencia o comportamento dos padrões de viagens encadeadas desempenhados pelos indivíduos. / The main aim of this work is to submit to a validation test the hypothesis that the accessibility to opportunities influences individuals\' trip chaining behavior. To perform the hypothesis test a procedure was developed on a study case in the city of Uberlandia, using data about: (i) characteristics of the individuals\' trips, their demographic features and activity participation; (ii) transportation system information, and; (iii) information about the spatial distribution of activities. To achieve the purpose of the thesis, it was developed procedures which consist in the hypothesis test, made by the following stages: (i) data processing; (ii) setting of the variables; (iii) a proposal to evaluate the accessibility on the context of trip chaining patterns; (iv) choosing modeling techniques to represent individual behavior regarding to its decisions on trip chaining patterns; (v) selection of statistical techniques for measures of model and variable performance; (vi) modeling individual behavior on three decision levels of the daily activity schedule, mode choice, destination choice and trip chaining patterns, and; (vii) discussion of the results and conclusion about the hypothesis. The main conclusion is that the hypothesis cannot be rejected, i.e., accessibility to opportunities influences individuals\' trip chaining behavior.

Esta tese está voltada para dois temas que vêm sendo, embora raramente juntos, objeto de freqüentes estudos por pesquisadores de todo o mundo: os modelos baseados em atividades para análise da demanda por transportes, e as complexas inter-relações entre características do uso do solo e transportes. De forma geral, o objetivo principal deste estudo é, a partir da aplicação de um modelo baseado em atividades, caracterizar a influência das características do uso do solo nas decisões individuais sobre quais atividades e viagens realizar. O esforço para tal estudo se justifica por alguns motivos. Primeiro, pelo fato da modelagem baseada em atividades ser apontada como metodologia promissora na análise de demanda por transportes, o que conduz à expectativa de que a mesma seja capaz de fornecer resultados que permitam alcançar o objetivo principal desta tese. Segundo, por não existirem, até os dias de hoje, registros de aplicação dessa nova metodologia em cidades brasileiras, este estudo irá permitir que alguns objetivos secundários sejam alcançados. São eles: verificar tanto a viabilidade de aplicação dessa metodologia nas cidades brasileiras de médio porte, bem como buscar a metodologia mais adequada para a coleta dos dados necessários para a calibração desses modelos. Este estudo exploratório torna possível ainda a divulgação no meio acadêmico de uma experiência do uso desses modelos no contexto brasileiro, o que poderá auxiliar e incentivar outros pesquisadores a desenvolverem novos estudos sobre o tema. Em termos concretos, esta pesquisa tornou possível identificar os custos e dificuldades associados à coleta de dados, bem como avaliar o desempenho do modelo, tanto em termos gerais, como em relação aos resultados direcionados para o objetivo geral proposto. No tocante a este último aspecto, os resultados do modelo não permitiram a realização de análises conclusivas sobre a inter-relação uso do solo e transportes, ao que tudo indica em virtude da quantidade de dados coletados não sido suficiente para caracterizar as variáveis de uso do solo de modo claro. Ainda assim, esta tese cumpre um importante papel do ponto de vista acadêmico, na medida em que inova nos campos conceitual, metodológico e tecnológico, além de servir como guia e incentivo para que outros pesquisadores aprofundem o estudo dos modelos baseados em atividades para modelagem da demanda por transportes / This study is directed to two themes that frequently are, although rarely together, the subject of research projects in many parts of the world: the use of activity based models for the analysis of transportation demand and the complex relationships among land use characteristics and transportation. The main aim of this work is to verify the influence of land use characteristics on individual activities and travel decisions, by means of an activity based model. The motivation for it comes from two aspects. First, activity based models are pointed by many authors as the most promising approach currently available for transportation demand analysis. As a consequence, it may be able to produce results that contribute for reaching the main objective of this study. Second, given that the search in the literature has shown no records of activity-based models applied to brazilian cities, this study also contributes to the some secondary objectives, as follows. It helps to test the viability of the modeling approach in Brazilian medium-sized cities and it is also useful for seeking the most appropriate method for the collection of data needed for model calibration. In addition, exploratory studies such as this one are important to disseminate the possibilities offered by the models in the brazilian context, what can encourage other researchers to direct efforts to the topic. In concrete terms, the application carried out in this investigation made possible not only to identify the costs and difficulties associated to data collection, but also to evaluate the model performance. Its performance was assessed in two ways: in general terms, and concerning the results specifically associated with the main objective of the study. With regard to the latter, the model results did not allow conclusive analyses about the land use-transportation relationship, apparently because the data sample was not comprehensive enough to clearly characterize land use variables. Even though, this investigation plays an important role from an academic standpoint, given that it brings innovation to the country in conceptual, methodological, and technological fields. As a consequence, its main merit is certainly to serve as a guide and an incentive to other brazilian researchers interested in the development of new studies about activity based models and their application to transportation demand modeling

Esta tese está voltada para dois temas que vêm sendo, embora raramente juntos, objeto de freqüentes estudos por pesquisadores de todo o mundo: os modelos baseados em atividades para análise da demanda por transportes, e as complexas inter-relações entre características do uso do solo e transportes. De forma geral, o objetivo principal deste estudo é, a partir da aplicação de um modelo baseado em atividades, caracterizar a influência das características do uso do solo nas decisões individuais sobre quais atividades e viagens realizar. O esforço para tal estudo se justifica por alguns motivos. Primeiro, pelo fato da modelagem baseada em atividades ser apontada como metodologia promissora na análise de demanda por transportes, o que conduz à expectativa de que a mesma seja capaz de fornecer resultados que permitam alcançar o objetivo principal desta tese. Segundo, por não existirem, até os dias de hoje, registros de aplicação dessa nova metodologia em cidades brasileiras, este estudo irá permitir que alguns objetivos secundários sejam alcançados. São eles: verificar tanto a viabilidade de aplicação dessa metodologia nas cidades brasileiras de médio porte, bem como buscar a metodologia mais adequada para a coleta dos dados necessários para a calibração desses modelos. Este estudo exploratório torna possível ainda a divulgação no meio acadêmico de uma experiência do uso desses modelos no contexto brasileiro, o que poderá auxiliar e incentivar outros pesquisadores a desenvolverem novos estudos sobre o tema. Em termos concretos, esta pesquisa tornou possível identificar os custos e dificuldades associados à coleta de dados, bem como avaliar o desempenho do modelo, tanto em termos gerais, como em relação aos resultados direcionados para o objetivo geral proposto. No tocante a este último aspecto, os resultados do modelo não permitiram a realização de análises conclusivas sobre a inter-relação uso do solo e transportes, ao que tudo indica em virtude da quantidade de dados coletados não sido suficiente para caracterizar as variáveis de uso do solo de modo claro. Ainda assim, esta tese cumpre um importante papel do ponto de vista acadêmico, na medida em que inova nos campos conceitual, metodológico e tecnológico, além de servir como guia e incentivo para que outros pesquisadores aprofundem o estudo dos modelos baseados em atividades para modelagem da demanda por transportes / This study is directed to two themes that frequently are, although rarely together, the subject of research projects in many parts of the world: the use of activity based models for the analysis of transportation demand and the complex relationships among land use characteristics and transportation. The main aim of this work is to verify the influence of land use characteristics on individual activities and travel decisions, by means of an activity based model. The motivation for it comes from two aspects. First, activity based models are pointed by many authors as the most promising approach currently available for transportation demand analysis. As a consequence, it may be able to produce results that contribute for reaching the main objective of this study. Second, given that the search in the literature has shown no records of activity-based models applied to brazilian cities, this study also contributes to the some secondary objectives, as follows. It helps to test the viability of the modeling approach in Brazilian medium-sized cities and it is also useful for seeking the most appropriate method for the collection of data needed for model calibration. In addition, exploratory studies such as this one are important to disseminate the possibilities offered by the models in the brazilian context, what can encourage other researchers to direct efforts to the topic. In concrete terms, the application carried out in this investigation made possible not only to identify the costs and difficulties associated to data collection, but also to evaluate the model performance. Its performance was assessed in two ways: in general terms, and concerning the results specifically associated with the main objective of the study. With regard to the latter, the model results did not allow conclusive analyses about the land use-transportation relationship, apparently because the data sample was not comprehensive enough to clearly characterize land use variables. Even though, this investigation plays an important role from an academic standpoint, given that it brings innovation to the country in conceptual, methodological, and technological fields. As a consequence, its main merit is certainly to serve as a guide and an incentive to other brazilian researchers interested in the development of new studies about activity based models and their application to transportation demand modeling

As transportation policies are changing to encourage alternative modes of transportation to reduce congestion problems and air quality impacts, more planning organizations are considering or implementing activity-based travel demand models to forecast future travel patterns. The proclivity towards operating activity-based models is the capability to model disaggregate travel data to better understand the model results that are generated with respect to the latest transportation policy implementations. This thesis first examines the differences between the two major modeling techniques used in the United States and then describes the assessment tool that was developed to recommend whether a region should convert to the advanced modeling procedures. This tool consists of parameters that were decided upon based on their known linkages to the advantages of activity-based models.

This thesis presents a prism- and gap-based approach for modelling shopping destination choice in the Travel/Activity Scheduler for Household Agents (TASHA). The gap-location choice model improves upon TASHA’s existing destination choice model in 3 key ways: 1) Shifting from a zone-based to a disaggregate location choice model, 2) Categorizing shopping trips into meaningful types, and 3) Accounting for scheduling constraints in choice set generation and location choice. The model replicates gap and location choices reasonably well at an aggregate level and shows that a simple yet robust model can be developed with minimal changes to TASHA’s existing location choice model. The gap-based approach to destination choice is envisioned as a small but significant step towards a more comprehensive location choice model in a dynamic activity scheduling environment.

This thesis presents a prism- and gap-based approach for modelling shopping destination choice in the Travel/Activity Scheduler for Household Agents (TASHA). The gap-location choice model improves upon TASHA’s existing destination choice model in 3 key ways: 1) Shifting from a zone-based to a disaggregate location choice model, 2) Categorizing shopping trips into meaningful types, and 3) Accounting for scheduling constraints in choice set generation and location choice. The model replicates gap and location choices reasonably well at an aggregate level and shows that a simple yet robust model can be developed with minimal changes to TASHA’s existing location choice model. The gap-based approach to destination choice is envisioned as a small but significant step towards a more comprehensive location choice model in a dynamic activity scheduling environment.

O objetivo desta pesquisa é validar a hipótese de que o minerador de dados pode ser utilizado como uma ferramenta para previsão dos padrões de viagens, inclusive sob mudança comportamental dos indivíduos. Para o desenvolvimento deste trabalho foi adotada uma postura científica indutiva, utilizando como dados as informações contidas nas duas pesquisas origem-destino realizadas em 1987 e 1997 pelo METRÔ-SP na região metropolitana de São Paulo (RMSP). Os dados da primeira pesquisa e as mudanças comportamentais dos indivíduos observadas no período de 1987 a 1997 forneceram as condições para elaboração do cenário futuro a ser usado para projeção da demanda por transporte para 1997. Aplicando a Árvore de Decisão e Classificação, uma das técnicas de mineração de dados disponível no software S-PLUS 6.1, foram obtidas as distribuições das probabilidades das distribuições dos padrões de viagens encadeadas relacionadas a cada grupo homogêneo de viajantes urbanos. Estas probabilidades foram aplicadas aos indivíduos da amostra de 1997, estimando o número de viajantes urbanos por padrão de viagem encadeada em cada uma das 361 zonas de tráfego da RMSP. Os valores estimados pelo modelo foram comparados com os dados observados em 1997 pelo teste estatístico não-paramétrico de Kolmogorov-Smirnov (K-S). Ao final, concluiu-se que a hipótese proposta foi confirmada em 92,2% das zonas de tráfego analisadas / The main aim of this work is to submit to a validation test the hypothesis that data mining technique can be used as a tool for forecasting the trip-chaining patterns including individual behavioral changes. For the project development, an inductive scientific method point of view was adopted, using as a data resource the information contained in two origin-destination surveys carried out by METRÔ-SP in the São Paulo metropolitan area (SPMA) in 1987 and 1997. The first survey data and the individual behavioral changes observed in the period from 1987 to 1997 provided the information to build a future scenario to predict the 1997’s travel demand. Applying the Classification and Regression Tree which is a data mining technique available in S-PLUS 6.1 software package, it were obtained the probabilities distribution of the trip-chaining patterns and set the contextual socioeconomics characteristics of the urban travelers. These probabilities were applied to the 1997 individuals belonging to the sample collected in 1997 to estimate the number of urban travelers by trip-chaining patterns for each of the 361 traffic zones of SMPA. The estimated results from the model were compared with the real values of 1997 data set using the Kolmogorov-Smirnov (K-S) non-parametric statistic test. The main conclusion is that the hypothesis was confirmed in 92.2% of the SPMA traffic zones

O objetivo desta pesquisa é validar a hipótese de que o minerador de dados pode ser utilizado como uma ferramenta para previsão dos padrões de viagens, inclusive sob mudança comportamental dos indivíduos. Para o desenvolvimento deste trabalho foi adotada uma postura científica indutiva, utilizando como dados as informações contidas nas duas pesquisas origem-destino realizadas em 1987 e 1997 pelo METRÔ-SP na região metropolitana de São Paulo (RMSP). Os dados da primeira pesquisa e as mudanças comportamentais dos indivíduos observadas no período de 1987 a 1997 forneceram as condições para elaboração do cenário futuro a ser usado para projeção da demanda por transporte para 1997. Aplicando a Árvore de Decisão e Classificação, uma das técnicas de mineração de dados disponível no software S-PLUS 6.1, foram obtidas as distribuições das probabilidades das distribuições dos padrões de viagens encadeadas relacionadas a cada grupo homogêneo de viajantes urbanos. Estas probabilidades foram aplicadas aos indivíduos da amostra de 1997, estimando o número de viajantes urbanos por padrão de viagem encadeada em cada uma das 361 zonas de tráfego da RMSP. Os valores estimados pelo modelo foram comparados com os dados observados em 1997 pelo teste estatístico não-paramétrico de Kolmogorov-Smirnov (K-S). Ao final, concluiu-se que a hipótese proposta foi confirmada em 92,2% das zonas de tráfego analisadas / The main aim of this work is to submit to a validation test the hypothesis that data mining technique can be used as a tool for forecasting the trip-chaining patterns including individual behavioral changes. For the project development, an inductive scientific method point of view was adopted, using as a data resource the information contained in two origin-destination surveys carried out by METRÔ-SP in the São Paulo metropolitan area (SPMA) in 1987 and 1997. The first survey data and the individual behavioral changes observed in the period from 1987 to 1997 provided the information to build a future scenario to predict the 1997’s travel demand. Applying the Classification and Regression Tree which is a data mining technique available in S-PLUS 6.1 software package, it were obtained the probabilities distribution of the trip-chaining patterns and set the contextual socioeconomics characteristics of the urban travelers. These probabilities were applied to the 1997 individuals belonging to the sample collected in 1997 to estimate the number of urban travelers by trip-chaining patterns for each of the 361 traffic zones of SMPA. The estimated results from the model were compared with the real values of 1997 data set using the Kolmogorov-Smirnov (K-S) non-parametric statistic test. The main conclusion is that the hypothesis was confirmed in 92.2% of the SPMA traffic zones