Em sistemas de controle de tráfego veicular urbano existem diversas abordagens que lidam com o problema da redução do congestionamento de tráfego. Uma classe destas abordagens aplica a sincronização de semáforos a m de permitir que os veículos que viajam em um sentido possam passar diversos cruzamentos sem paradas. Este trabalho apresenta dois métodos de coordenação de agentes aplicados à sincroniza ção de semáforos. O primeiro método inspira-se em mecanismos de coordenação observados em insetos sociais e o segundo modela o problema de coordenação de semá- foros como um problema de otimização de restrições distribuído e faz sua resolução em tempo real utilizando mediação cooperativa. Inicialmente são apresentados conceitos básicos de sistemas de tráfego urbano, Swarm Intelligence e problemas de otimização de restrições. A partir dos conceitos iniciais, são apresentados os modelos propostos. Os resultados mostram que as abordagens propostas geram a coordenação entre os sem áforos sendo que o modo que os agentes estão coordenados pode mudar para se adaptar às mudanças nas condições do ambiente, gerando melhores condições de uxo de tráfego.

Este trabalho visa apresentar uma metodologia para modelagem de motoristas a serem utilizados em simulações de tráfego veicular discreto. Além da metodologia, será apresentada uma plataforma para implementação de motoristas, chamada DRIVER-DFW, baseada neste conceito. Inicialmente, serão apresentados alguns modelos de movimentação de veículos baseados no modelo de autômato celular Nagel–Schreckenberg. O modelo básico será apresentado juntamente com alguns de seus aperfeiçoamentos, que são os modelos utilizados no simulador ITSUMO, que por sua vez é utilizado como base para o trabalho. Além dos modelos de autômato celular, serão apresentados modelos de planejamento de rota, que se utilizam de várias heurísticas para a tomada de decisão dos motoristas. Destes, selecionou-se um para implementação e demonstração. Mostradas as etapas para composição do modelo completo de motorista, isto é, movimentação e planejamento, será apresentada a plataforma para implementação de motoristas desenvolvida neste trabalho. Esta separação é a base da plataforma DRIVER-DFW que é discutida com mais detalhes para auxiliar a compreensão do seu funcionamento. Além disso, é mostrado como a metodologia é aplicada na plataforma para implementação de motoristas DRIVER-DFW. Por fim, conclui-se que este trabalho apresenta uma alternativa bastante atraente para a implementação de modelos de motoristas, com uma metodologia e uma plataforma de desenvolvimento. Também são apresentadas as diretrizes para dar prosseguimento a este.

O fenômeno do congestionamento, decorrente do rápido aumento da demanda por todos os meios de transporte só tende a se agravar, já que sistemas de transporte (vistos como um todo) têm um grande impacto na economia mundial. No caso do transporte veicular em particular, é notório que a demanda por mobilidade é uma das características da nossa sociedade. O impacto direto e indireto dos congestionamentos em áreas urbanas e interurbanas é imenso, e precisam ser avaliados adequadamente para que seus efeitos sejam pelo menos minorados. Esta dissertação apresenta o AVNET, uma modelagem baseada em agentes para avali- ação do balanceamento de carga em redes de tráfego veicular, capaz de investigar micros- copicamente a interação entre oferta, demanda e as particularidades do comportamento dos motoristas, aqui tratados como agentes autônomos capazes de perceber o estado do ambiente e se adaptar a ele utilizando replanejamento heurístico. O principal objetivo do AVNET é investigar a interação entre a percepção que o agente possui do tráfego e a consequente adaptação através da mudança de rota durante a viagem. De forma cíclica, o AVNET propõe que o estado do ambiente influencia na percepção do agente, e a ação do agente influencia no estado do ambiente. As medidas de balanceamento de carga visam avaliar o desempenho do ponto de vista do motorista, ao invés de abordar a avaliação do ponto de vista da rede como algumas abordagens tradicionalmente propõe. Experimentos foram realizados a partir da variação nas condições de oferta - utili- zando uma rede com topologia em estilo de grade e uma abstração de algumas vias arte- riais da cidade de Porto Alegre/RS - variação nas condições de demanda - o tipo de dis- tribuição e número de viagens - e dos tipos de agentes utilizados. Os resultados ajudam a responder como será o balanceamento de carga de redes de tráfego veicular conforme as condições de oferta e demanda do ambiente, e de percepção/ação dos agentes. / The phenomenon of congestion, due to the rapid increase in demand for all means of transport is only going to worsen, since systems transport (seen as a whole) have a major impact on the world economy. In the case of vehicular transport in particular, it is clear that the demand for mobility is a characteristic of our society. The direct and indirect impact of congestion in urban and long distance is immense, and must be properly evaluated for their effects are at least mitigated. This dissertation presents the AVNET, an agent-basead modelling to evaluate load bal- ancing in networks of vehicular traffic, able to microscopically investigate the interaction between supply, demand and the peculiarities of the behavior of drivers, here treated as autonomous agents, capable to perceive the state of the environment and adapt to it using heuristic redesign. The main goal of AVNET is to investigate the interaction between the perception that the agent has the traffic and the consequent adaptation by changing the route during the trip. Cyclically, the AVNET propose that the state of the environment influences the perception of the agent and the agent’s action influences the state of the environment. Experiments were performed from the variation in supply conditions - using a network grid topology and an abstraction of some arterial roads in the city of Porto Alegre/RS - changes in demand conditions - the type of distribution and number of trips - and the types of agents used. The results will help answer how the balancing network load of vehicular traffic as conditions of supply and demand of the environment, and perception / action agents.

Problemas de otimização de restrições distribuídas (DCOP - Distributed Constraint Optimization Problem) formam uma classe de problemas de grande interesse de estudo na ciência da computação em função da complexidadecomputacionaL O presente trabalho tem o objetivo de comparar os três algoritmos mais populares em DCOP (ADOPT, OptAPO e DPOP) em termos de eficiência computacional e de solução proposta. Para tal estudo, é utilizado como domínio um problema de controle semafórico. Esse tipo de problema de controle é de fundamental importânciapara que se tenha uma administração eficiente do fluxo de veículos em uma malha viária. Além disso, envolve muitas interdependências entre variáveis da rede, como ocupação das vias e tempos de sinal verde dos semáforos, para que sejam determinadas as melhores configurações de controle. Nesse sentido, as estratégias devem fornecer bons resultados em nível de aplicação, e também em nível de computação, no que diz respeito ao uso da infra-estrutura computacional disponível, o que casa perfeitamente com os objetivos das implementações de DCOP. Ao longo deste trabalho, os temas relacionados à coordenação em sistemas multiagentes, otimização de restrições e controle de semáforos são estudados. Os modelos DCOP são utilizados com a finalidade de comparar os algoritmos.No que diz respeito aos resultados, percebe-se uma melhora no controle, obtida com o uso dos algoritmos DCOP em relação ao uso de controle fixo sincronizado e não sincronizado. Isso é verificado em nível de utilização das vias da rede. Além disso, outro tipo de resultado é verificado na execução dos algoritmos, tratando de questões como o tempo de execução. Foi possível estabelecer um comparativo entre os algoritmos e frente ao aumento do problema em quantidade de semáforos. / Distributed Constraint Optimization Problems (DCOP) have a significant importance in ComputerScience, due to its computationalcomplexity. The objective of this work is to compare the three most popular algorithms for DCOP (ADOPT,OptAPO and DPOP) in terms of computational efficiency and quality of the proposed solution. In arder to do that, a trafficcontrol scenario is used. This kind of problem is very important when considering an efficientadministration of the trafficnetwork,which involvesa lot of interdependencies among variables such as the occupation of the links and the split of the lights. The control strategies should be able to provide good results in terms of the domain application and consider the computational infrastructure available,matching exactly the objectives of the DCOP implementations. The present work is related to multiagent systems, constraint optimization and traffic light controI. The DCOP models are used in order to perfarm the comparison among the algorithms. The results show that is possible to improve the efficiency of the control over the c1assicapproaches of fixed traffic light timing. This is verifiedconsidering the utilization leveIof the network and the occurrence of trafficjams. Besides that, some computational issues are considered to compare the algorithms, for instance, the execution time.

Orientador: Varese Salvador Timóteo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T02:14:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinotti_FernandoLuiz_M.pdf: 996964 bytes, checksum: a6ab776d59d9b99c17725660a37049c1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta dissertação apresenta dois estudos, o primeiro trata de uma substituição do socket pela pilha TCP/IP uIP de um gerador de trafego multimídia sobre IP com o objetivo de manipularmos os campos dos cabeçalhos IP (Ipv4 Type of Service, e Ipv6 Traffic Class), que serão utilizados para a identificação dos serviços multimídia. O gerador gera diferentes tráfegos multimídia simultâneos seguindo funções de distribuições conhecidas utilizando o conceito de thread. O segundo estudo trata de modelos de simulações utilizando o simulador de eventos discretos ARENA. Propomos três diferentes modelos de simulação que simulam ambientes multimídia, onde serviços stream e elástico são requisitados simultaneamente pelos usuários. No modelo 1 foram realizados simulações propondo um estudo de demanda de requisições dos usuários. Onde, três cenários foram estudados. O primeiro, quando ocorre um aumento repentino de usuários, com isso aumentando o intervalo de requisições dos serviços. O segundo cenário, quando a duração dos serviços aumentam ocorrendo bloqueios de novos serviços por falta de recursos. E o terceiro cenário e com relação ao Controle de Admissão de Chamada (CAC) do sistema. Os modelos 2 e 3 são ambientes VPN, onde e estudado o Sojourn, tempo que o pacote leva para chegar ao host de destino. A principal diferença entre os dois modelos e que o modelo 2 não apresenta a implementação de atributos como jitter e latência. O jitter e latência influenciam no tempo que leva para o quadro ser entregue ao seu destino, podendo causar diversos problemas nos serviços stream, como degradação da qualidade do serviço ou bloqueio do serviço. O estudo de modelos de simulações e de grande importância para a validação dos resultados obtidos na emulação do gerador de tráfegos multimídia, tendo em conta que na simulação os pacotes não são transmitidos através de um meio físico, e no emulador são transmitidos de um host a outro utilizando Ethernet / Abstract: This dissertation presents two studies, the first is a replacement of a socket for a TCP/IP stack uIP of a multimedia traffic generator over IP in order to manipulate the fields of IP headers (IPv4 Type of Service and IPv6 Traffic Class), which will be used for the multimedia services identification. The multimedia traffic generator generates simultaneous multimedia services following different well known distributions functions using the concept of thread. A second study of simulation models is propose using the discrete event simulator ARENA, we propose three different simulation model witch simulates multimedia environments, where stream and elastics services are required simultaneous by users. The model 1 were performed simulations proposing a request demand study from the users. Where three scenarios were studied. The first when occurs a sudden increase of users, thereby increasing the range of requests of services. The second scenario when the length of services increases, occurring blockages of new services due the lack of resources, for example, trunks in a telephony exchange. The third scenario is related to Call Admission Control (CAC) system. Models 2 and 3 are VPN environments, where is studied the sojourn, time that the packet takes to reach the destination. The main differences between the two models is that the model 2 does not preset the attributes implementation jitter and latency. The jitter and latency affects the time it takes the frame to be delivered to its destination, may cause various problems in streaming services, such as quality of service degradation or blocking the service. The study of simulation models are of great importance for the emulation's results validations of the multimedia traffic generator, taking into account that the simulation packets are not transmitted over a physical structure, and the emulation are transmitted from one host to another using Ethernet LAN / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

[pt] Recentemente, a presença de dependência temporal em diferentes tipos de conexões motivou novas pesquisas na área de tráfego. Nessa dissertação, analisamos a importância de dependência temporal no controle de admissão de conxões de vídeo com diferentes graus de dependência ou parâmetros de Hurst. Para a estimação de Hurst, desenvolvemos um pacote de software denominado HEP (Hurst estimator package) a ser disponibilizado publicamente. O pacote HEP contém atualmente os estimadores R/S, Higuchi, AV e variância. Nossa análise examinou duas abordagens para o controle de admissão de conexões com dependência temporal. Estas abordagens exploram o critério de banda efetiva e compõem- se de um mecanismo baseado em descritores de tráfego (DBCAC) e de um mecanismo baseado em medidas obtidas na rede (MBCAC). Para o mecanismo DBCAC, consideramos um cálculo de banda efetiva que utiliza o parâmetro de Hurst como um dos descritores de tráfego. Obtivemos regiões de admissão de conexões por meio de aproximações analíticas e simulações. Um resulatdo importante desta análise mostrou que fontes com dependência de longo alcance, curto alcance e anti- persistência apresentaram regiões de admissão similares. Verificamos portanto, um impacto reduzido da dependência nas regiões de admissão. No mecanismo MBCAC, propusemos uma estrutura de medição composta de um filtro de Kalman, um estimador de Hurst e um algoritmo de determinação de banda efetiva. Nesta proposta, o grau de dependência é incorporado ao processo de medidas possibilitando a estimação do parâmetrode Hurst em tempo real. As estimativas de média, variância e Hurst são utilizadas para obter a banda efetiva das conexões de vídeo. O mecanismo MBCAC mostrou-se adaptável às condições da rede e melhorou a estimativa da banda efetiva das conexões. Além disso, o mecanismo mostrou-se robusto a erros de declarações permitindo determinar regiões de admissão mais preciosas. Novamente, a dependência temporal gerou impacto reduzido nas regiões de admissão, confirmando os resultados obtidos com o mecanismo DBCAC. / [en] The presence of time dependence on different types of connections has motivated new traffic engineering research. In this dissertation, we examined the impact of this time dependence on the video connections admission regions. We considered several video sequences with different dependence degrees or Hurst parameters. For Hurst estimation, we developed a software package named HEP (Hurst estiamtor package). The HEP package contains the R/S, Higuchi, AV (wavelet) and variance estimators. In our analysis, we studied two different call admission approched: a descriptor-based machanism (DBCAC) and a measurement-based mechanism (MBCAC). Both approaches are based on effective bandwidth criteria. For the DBCAC mechanism, we considered an effective bandwidth formulation using the Hurst parameter of the video connections. We obtained the admission regions based on analytical and simulation analysis. An important result showed that the admission regions were similar for the sources presenting long-range dependence on the admission regions. For the MBCAC mechanism, we proposed a new measurement scheme composed by a Kalman filter, a Hurst estimator and a effective bandwidth algorithm. In this proposal, the dependence degree was included in the measurement process o allow on-line Hurst parameter estimation. The mean, variance and Hurst estimatives were used to evaluate to the network condition and improved the effective bandwidth estimation. Moreover, the MBCAC mechanism was robust to the declaration errorsn resulting in moe accurate admission regions. The MBCAC results also confirmed the results obtained with the DBCAC mechanism, i.e; that time dependence had a small impact on admission regions.

[pt] Sistemas computadorizados de vigilância de veículos têm despertado grande interesse devido à demanda para automatizar tarefas que atualmente são realizadas por operadores humanos. Porém, para realizar estas tarefas é preciso resolver alguns problemas clássicos de visão computacional como sombras, oclusões e variação de iluminação. Este trabalho propõe algoritmos em tempo real para máquinas de baixo custo com o objetivo de rastrear, classificar e determinar a velocidade de cada veículo de uma rodovia. / [en] Vehicle surveillance computerized systems have grown great interest due to the automatizing duties demand, which recently executed by computer vision like shadows, occlusion and light variation have to be solved. The present work proposes real time algorithms for low cost machines focused on tracking, classifying and determining each vehicle`s speed on a highway.

[pt] Neste trabalho é feito um estudo sobre o desempenho de protocolos de múltiplo acesso adaptativos utilizados em redes via satélite. Inicialmente é apresentado um histórico destes protocolos de múltiplo acesso, descrevendo-se seus fundamentos e incluindo os principais protocolos utilizados atualmente. Em seguida, o protocolo denominado DVB-RCS é descrito e analisado em detalhe e sua aplicação é avaliada em uma rede interativa via satélite utilizando o simulador de redes Opnet. O modelo simulado é o de uma rede VSAT constituída de um grande número de estações terrenas, um satélite e uma estação Hub. São considerados vários tipos de tráfego: tráfego CBR, para transmissão de voz, tráfego VBR para vídeo e UBR para tráfego HTTP e transmissão de dados em geral. Os modelos de tráfego utilizados se basearam na modelagem tradicional de fontes on-off e, no caso de tráfego HTTP, o modelo foi o mesmo adotado para avaliação do sistema UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Para cenários correspondentes a diferentes composições de tráfego, é avaliada a vazão média e o atraso na reserva de recursos, procurando-se determinar critérios para dimensionamento da rede, como a composição de tráfego adequada a cada situação. / [en] In this work, we study the performance of adaptive multiple access protocols used in satellite networks. Firstly a survey of such protocols is presented, describing their basic characteristics and including the main protocols used nowadays. Then, the protocol DVB-RCS is described and analyzed in detail and its applications to an interactive satellite network is evaluated using the Opnet network simulator. The simulated model is the one of a VSAT network with a large number of earth stations, a satellite and a Hub station. Several types of traffic source are considered: CBR traffic for voice transmission, VBR traffic for video stream transmission and UBR traffic for HTTP traffic and general data transmission. The traffic models are based on traditional on-off source and, for HTTP, the model is the one adopted for evaluation of the UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). For scenarios corresponding to different traffic compositions, the average throughput and resource reservation delay, seeking to design criteria for the network, e.g. the most appropriate traffic composition for each situation.

Orientador : Fernando A. C. Gomide / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T19:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machion_AndreiaCristinaGrisolio_M.pdf: 739299 bytes, checksum: 4e0a4d48351c6b4ea76645bed199badd (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Devido à simplicidadede implementação e à facilidade em tratar com incertezas em sistemas complexos, a lógica nebulosa vem sendo utilizada em uma grande variedade de aplicações. Este trabalho apresenta um sistema para controle on-tine de tráfego urbano, baseado nesta lógica, para o qual foram estudados regras e métodos de tomada de decisão mais adequados que aqueles propostos na literatura. O controle desenvolvidoleva em consideração as condições de tráfego no instante da tomada de decisão. Além disso, estratégias de adaptação foram também desenvolvidas.O esquema adaptativo ajusta as funções de pertinência de acordo com as condições do tráfego no momento da tomada de decisão. Utilizou-se métodos estatísticos e a própria lógica nebulosa para tal, sendo que esta última se mostrou mais eficiente na maioria dos casos. Um estudo de caso que trata o cruzamento entre as Avenidas Rebouças e Brasil na cidade de São Paulo foi realizado afim de mostrar a factibilidade da estratégia de controle proposta. Os resultados das simulações mostram que estratégias de controle baseadas em Lógica Nebulosa são viáveis para o controle de cruzamentos de vias urbanas / Abstract: Due to the greater simplicity of implementation and the facility in handling uncertainty, vagueness in complex systems, fuzzy logic has been used in a large variety of applications. This work presents an on-line fuzzy-Iogic based urban traffic control system. New roles and decision-making criterion were developed and implemented. The new controller makes the decisions according to the traffic conditions at a time. Adaptive strategies were also developed. lhe adaptive schemes adjust the membership functions according to the traffic conditions. The methods developed are: statistical-adaptiveand fuzzy-adaptive. The results showed that the second one has, in average, a better performance. A case study concerning the junction of Brasil Ave and Rebouças Ave of the city of São Paulo was conducted to investigate the feasibilityof the control schemes proposed. Simulation results testify that the fuzzy controllers are a viable altemative for junction controI / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

[pt] O crescente consumo de energia já se tornou uma preocupação mundial e atualmente mais de quarenta países estão envolvidos em pesquisas e programas para criar mecanismos para economizá-la. No presente trabalho é tratado o problema de Engenharia de Tráfego com base na energia (em inglês, energy-aware Traffic Engineering) aplicado ao backbone de uma rede IP que utiliza como protocolo de roteamento um SPF (Shortest Path First), como o OSPF (Open Shortest Path First), por exemplo. Na abordagem proposta são considerados os problemas de desligamento de nós (roteadores) e circuitos, para a economia de energia; e da garantia de um nível de máxima utilização dos circuitos, para assegurar os requisitos de QoS. Para a resolução do problema de otimização, em lugar de adotarem-se métodos heurísticos, propõe-se o tratamento direto por meio de decomposição de Benders, segmentando um problema complicado e de elevada carga computacional em vários menores cuja resolução é mais simples e cuja convergência é mais rápida. / [en] The growing energy consumption has already become a global concern and currently more than forty countries are involved in researches and programs in order to create mechanisms to save it. This work deals with the energy-aware Traffic Engineering problem applied to the backbone of an IP network in which the used routing protocol is a SPF (Shortest Path First) one, such as OSPF (Open Shortest Path First), for example. The proposed approach considers the problem of switching-off nodes (routers) and circuits, for energy saving; and it also considers the problem of ensuring a maximum utilization level by the circuits, towards to assure QoS requirements. In order to solve the optimization problem, rather than adopting heuristic methods, we propose the direct processing by means of Benders decomposition, crumbling a complicated and hard to solve problem into several smaller ones whose resolution is more simple and whose convergence is faster.