[pt] A determinação de uma trajetória ótima não é uma tarefa simples, uma vez que ela é diretamente dependente dos limites de aceleração suportada por cada veículo. Essa pesquisa aborda um método de otimização baseado em algoritmos genéticos que identifica a trajetória que um carro deve percorrer para completar uma pista pré-definida no menor tempo. Considerando um modelo veicular de Partícula Orientada, o método otimiza os perfis de aceleração que levam o veículo a percorrer a trajetória de menor tempo. Adicionalmente, projeta-se um controlador fuzzy para emular o comportamento de um ser humano na direção do veículo ao longo da trajetória ótima. Para alimentar o controlador, foram testados dois métodos de geração de erro: o Erro Presente da Trajetória e o Erro Futuro da Trajetória (FBTE), que é a medida de posição do carro quanto a sua tendência de movimento. Resultados obtidos com controladores clássicos, como o PDD, são confrontados com os fornecidos pelo controlador fuzzy alimentado pelo procedimento de geração de Erro Futuro de Trajetória (FBTE). / [en] The definition of the minimum time trajectory in a track is not obvious, since it is directly dependent on the acceleration limits that the vehicle can withstand. This paper presents an optimization method based on Genetic Algorithms that identifies the path that a car must follow in order to complete a given circuit in minimum time. By considering an Oriented Particle model, the method optimizes the acceleration profiles that drive the vehicle along the trajectory in minimum time. In addition, a fuzzy controller is designed to emulate the behavior of a human driver controlling a high speed car along the optimized trajectory. Two different error generation procedures were tested as controller inputs: the Present Trajectory Error and the Future-based Trajectory Error (FBTE), which gives information on the car’s tendency of movement. Results obtained with other controllers in the same application, such as the PDD, are compared to those provided by the fuzzy controller fed by the FBTE procedure.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2341886 bytes, checksum: b60aeb9bdb2a2b38987ae190843fc008 (MD5) Previous issue date: 2010-10-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The search for new energy sources and concern about environmental problems has caused an increase in the use of gaseous fuels like natural gas (CNG) and liquefied petroleum gas (LPG). The main advantages of these fuels besides clean energy, are low production and processing costs, high efficiency and versatility. Given these realities, there is both growing need and demand for quality controls applicable to these types of fuel. This study proposes quality screening analysis of gaseous fuels using near infrared (NIR) absorption spectroscopy for verifying adulteration and/or nonconformity of LPG and CNG samples. The development of gas handling equipment made possible the construction of different classification models for screening analysis, such as SIMCA, SPA-SPA-LDA and SIMCA. To build and test these models, several samples were grouped as; tampered with, adulterated, and commercially certified standard. The results demonstrated the methodology as effective and robust for performing preliminary analysis of CNG and LPG quality, minimizing normal drawbacks of the quality control reference methods used for these fuels. / A busca por novas fontes de energia e a preocupação com problemas ambientais provocaram um aumento no uso de combustíveis gasosos como o gás natural veicular (GNV) e gás liquefeito de petróleo (GLP). Entre as principais vantagens desses combustíveis, destacam-se o baixo custo de produção e processamento, sua grande eficiência e versatilidade, além de ser uma fonte limpa de energia. Diante dessa realidade, cresce também a necessidade e a demanda pelo monitoramento da qualidade e fiscalização desse tipo de combustível. Esse trabalho propõe a utilização da análise de triagem da qualidade dos combustíveis gasosos por espectroscopia de absorção no infravermelho próximo (NIR) para verificação de adulterações ou nãoconformidades de amostras de GLP e GNV. O desenvolvimento de equipamentos de manipulação de gases possibilitou a construção de diferentes modelos de classificação para análise de triagem, tais como, SIMCA, SPA-LDA e o SPASIMCA. Para construir e testar esses modelos, foram agrupadas diversas amostras adulteradas, não-adulteradas e padrões certificados comercialmente. Os resultados demonstraram que a metodologia desenvolvida é bastante eficaz e robusta ao realizar análises preliminares da qualidade do GNV e GLP, minimizando alguns inconvenientes dos métodos de referência utilizados para o controle de qualidade desses combustíveis.

Vehicles will use pseudonyms instead of relying on long-term certificates to provide security and privacy. Pseudonyms are short-term public key certificates that do not contain identity-linking information about the vehicle. However, there is a constant risk that authorised vehicles may send fake messages or behave selfishly, and this can affect the performance of the Vehicular Ad hoc NETwork (VANET). In this context, trust management is another important component of security services in VANETs, which provides a unified system for establishing a relationship between the nodes and helps by keeping record of the behaviour of the vehicles. Nevertheless, it is a challenging task to monitor the evolving pattern of the vehicular behaviour, since communication between the vehicles is anonymous. It is not easy to find a balanced solution that meets the requirements of security, privacy, and trust management in VANET. In view of this, we put forward a Preserving-Privacy Reputation Scheme (PPRS) applied to VANETs, in which a reputation server through a Roadside Unit receives feedback about the behaviour of the vehicles. The server updates and certifies the reputation of the vehicles by matching their anonymous identities with their real ones. Our scheme introduces geographical areas of security, in which the security of an area can be adapted to higher or lower levels depending on the reputation of the vehicles. In addition, complex reputation is examined, in which the reputation of a vehicle is linked to several behavioural factors. A further key area that is explored is the performance evaluation of PPRS which is conducted through a set of simulations in a grid scenario, based on an opportunistic message forwarding application. The results showed the effectiveness of PPRS in terms of assessing the behaviour of the vehicles and taking measures against the misbehaving vehicles. We used SUMO to simulate the mobility model; OMNET++ and Veins supported the simulation of the network model. In addition, Crypto++ was used to implement the elliptical curve cryptographic functions of signature and verification of messages, as recommended by the security standards. Finally, we employ a pseudonym changing strategy in which the reputation is discretised at two levels of reputation. The strategy was implemented in a realistic traffic simulation scenario, and was compared with the so called status and synchronous strategies through a serie of simulations. The results showed that the number of pseudonyms used in our strategy is lower than the strategies mentioned above, and maintains the rate of success of changing pseudonym achieved by the synchronous strategy. / Os veículos usarão pseudônimos em vez de certificados de longo prazo para fornecer segurança e privacidade. Os pseudônimos são certificados de chaves públicas de curto prazo que não contêm informação da identidade do veículo. No entanto, existe risco que veículos autorizados possam enviar mensagens falsas ou se comportar de maneira egoísta, e isso pode afetar o desempenho das redes veiculares (VANETs). Nesse contexto, o gerenciamento de confiança é um importante serviço de segurança nas VANETs, o qual fornece um sistema unificado para estabelecer relações entre os nós e ajuda a manter um registro do comportamento dos veículos. No entanto, é uma tarefa desafiante monitorar o padrão evolutivo do comportamento veicular, já que a comunicação entre os veículos é anônima. Não é uma tarefa fácil encontrar uma solução equilibrada que atenda aos requisitos de segurança, privacidade e gerenciamento de confiança em VANET. Em vista disso, apresentamos um Esquema de Reputação Preservando a Privacidade (ERPP) aplicado a VANETs, no qual um servidor de reputação através de uma unidade de acostamento recebe avaliações sobre o comportamento dos veículos. O servidor atualiza e certifica a reputação dos veículos relacionando seus identidades anônimas com as reais. ERPP introduz áreas geográficas de segurança, na qual a segurança de uma área pode ser adaptada a níveis mais elevados ou mais baixos dependendo da reputação dos veículos. Além, uma reputação complexa é examinada, na qual a reputação de um veículo está vinculada a vários fatores do comportamento. Uma outra área que é explorada é a avaliação de desempenho do ERPP o qual é conduzida através de simulações em um cenário urbano, com base na aplicação de encaminhamento oportunista de mensagens. Os resultados mostraram a eficácia do ERPP em termos de avaliar o comportamento dos veículos e tomar medidas contra os veículos mal comportados. Utilizamos SUMO para simular o modelo de mobilidade; OMNET++ e Veins suportaram o modelo de red; and Crypto++ foi usado para implementar as funções criptográficas de curvas elípticas de assinatura e verificação de mensagens como recomendam os padrões de segurança. Finalmente, empregamos uma estratégia de mudança de pseudônimo na qual a reputação é discretizada em dois níveis de reputação. A estratégia foi implementada em um cenário de simulação de tráfego realista e foi comparada com as estratégias nomeadas de estado e síncrona mediante simulações. Os resultados mostraram que o número de pseudônimos utilizados em nossa estratégia é menor que os esquemas mencionados, e mantém a taxa de sucesso de mudança de pseudônimo alcançada pela estratégia síncrona.

Sistemas dinâmicos ferroviários são modelados levando-se em consideração as forças de contato roda trilho. As equações de movimento são fortemente influenciadas pela determinação dessas forças, o que requer o conhecimento da mecânica de contato, ferramenta imprescindível na previsão do comportamento de uma composição ferroviária. O rodeiro é responsável por receber as excitações na forma de irregularidades e imperfeições da via e transferi-la para a suspensão primária. A proposta dessa dissertação consiste em realizar simulações no domínio do tempo, da resposta do comportamento dinâmico do rodeiro ferroviário de 2 graus de liberdade. O modelo matemático equivalente é desenvolvido. A rigidez de contato e a conicidade são linearizados em torno de um ponto de operação, próximo ao centro da via. É apresentada a influência da velocidade na estabilidade para o modelo linearizado e para a conicidade variando de 0.1 a 1.0. Os respectivos modos de vibrar também são apresentados. Em seguida, o modelo matemático não linear do rodeiro ferroviário é gerado por software especializado na criação de sistemas de multicorpos, VAMPIRE, que permite a criação das equações de movimento através da topologia do sistema. O modelo é criado seguindo a proposta do benchmarck apresentada pela International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD). O rodeiro recebe uma força lateral crescente que se estabiliza em 20kN. O rodeiro é excitado com a aplicação de outra força lateral a uma taxa de 50kN/s até o descarrilamento. As forças longitudinais, laterais que aparecem no contato, o ângulo do plano de contato, ângulo de yaw e afastamento lateral são comparados com o benchmarck e outros autores. / Railway dynamics systems are modeled regarding the creep forces between wheel-rail. The equations of movement are strongly influenced by these forces, what requests the knowledge of the theory in mechanical of contact, necessary tool to foresee the behavior of a railway vehicle. The wheelset is responsible by receiving the perturbations of irregularities and transfer them to the primary suspension. A railway vehicle is composed by primary and secondary suspensions. The proposal is based on performing simulations in the time domain, dynamic mresponse of a railway wheelset of two degrees of freedom. The mathematical model is developed. The stiffness of contact and conicity are linearized around an operation point, near to track center. The influence of speed is determined to linearized model and to a range of 0.1 to 1.0 in the conicity. The eigenvectors are presented. In the following, the non linear model of the wheelset is generated using a specialized package of multi body system, VAMPIRE. The package creates equations of movement after the generation of the topology. The non linear mathematical model are defined by the benchmark proposed by International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD). The wheelset is submitted to 20kN at the rail level. In a second case, the wheelset is submitted to a rate of 50kN/s of lateral force until derailing. The determined longitudinal and lateral forces on contact, yaw angle and displacement of the center of gravity of the wheelset, contact angle are compared with the benchmark results and other authors.

Nos dias de hoje, a simulação dinâmica de veículos metroviários tem sido um importante método de análise e verificação, tanto no âmbito de projeto, como na engenharia de manutenção. Os pacotes de simulação disponíveis no mercado são altamente desenvolvidos e podem ser adaptados para os mais diversos cenários. O presente trabalho tem por objetivo demonstrar a funcionalidade destes programas, fundamentando a teoria por trás de seu algoritmo computacional, de maneira a expandir a fronteira de conhecimento nas engenharias de projeto e de manutenção. Para isso, são efetuados dois estudos de caso: passagem de veículo em região de abertura de bitola em curva de raio constante; passagem de veículo em sequencia de curvas reversas. Sendo assim, esta dissertação apresenta uma visão geral sobre o estado da arte na simulação da interação veículo e via permanente. / Nowadays, the dynamic simulation of metro vehicles have been an important method of analysis and verification in design engineering as in maintenance engineering. The simulation packages available are highly developed and can be adapted for different scenarios. This paper aims to demonstrate the functionality of these programs, supporting the theory behind its computational algorithm, in order to expand the frontier of knowledge in the national design and maintenance engineerings. For this, two case studies are made of: modelling flexible permanent way; modelling AMVs and crossings; passing vehicle in a region with gauge opening on a constant radius curve; passing a vehicle sequence of reverse curves. Thus, this dissertation presents an overview of the state of the art in the simulation of the interaction vehicle and permanent way of metro.

Em razão do óleo diesel combustível automotivo, conter 2% de biodiesel e por não existir ainda regulamentação de emissões para os aldeídos dos veículos do ciclo Diesel, o presente trabalho teve como objetivo, avaliar as emissões de aldeídos dessa categoria de veículos, utilizando-se o óleo diesel com 2% de biodiesel (B2) e 100% de biodiesel de soja (B100) como combustível. Procurou-se também, avaliar as emissões de aldeídos de um veículo leve do ciclo Otto com e sem o conversor catalítico, a fim de comparar suas emissões com o veiculo do ciclo diesel, uma vez que o programa de controle da poluição do ar por veículos automotores estabeleceu limite de emissão de aldeídos totais, (formaldeído + acetaldeído) para os veículos leves novos do ciclo Otto, movidos a gasolina, etanol hidratado e suas misturas. Os ensaios foram realizados no laboratório de emissão veicular da CETESB em dinamômetro de chassi, seguindo um ciclo de condução urbano padronizado. Os aldeídos foram analisados por cromatografia líquida de alto desempenho. Os ensaios foram realizados com o veículo de marca Citröen modelo JUMPER 2.8 L ano/modelo 2006 para o ciclo Diesel e com o veículo de marca VW modelo FOX 1.6 Flex ano/modelo 2005 com e sem o conversor catalítico para o ciclo Otto. Nos ensaios realizados com o veículo JUMPER, além de medir as emissões de formaldeído e acetaldeído, mediu-se também as emissões de acroleína, propionaldeído, butiraldeído e benzaldeído. Observou-se na emissão, a presença de outras carbonilas e cetonas, tais como: crotonaldeído, metacroleína, 2-butanona, valeraldeído e p-tolualdeído, porém, essas carbonilas não foram quantificadas nesse estudo, em razão de não dispormos de padrões individuais certificados. Os ensaios demonstraram que com o uso do B2, as emissões de formaldeído variaram de 7,6 e 14,9 mg/km; o acetaldeído de 4,5 e 8,9 mg/km; a acroleína de 2,7 e 5,8 mg/km; o pr butiraldeído 0,4 e 0,7 mg/km e o benzaldeído de 0,2 e 0,3 mg/km, enquanto que com o uso do B100 as emissões de formaldeído variaram de 18,8 e 21,1 mg/km; o acetaldeído de 7,5 e 8,3 mg/km; a acroleína de 5,2 e 6,2 mg/km; o propionaldeído de 0,5 e 0,6 mg/km; o butiraldeído de 0,4 mg/km e o benzaldeído de 0,4 mg/km. Verificou-se que com o uso do B2, a emissão média foi de 48% para o formaldeído e 29% para o acetaldeído e representava 77% dos aldeídos totais (17,9 mg/km). Com o uso do B100, a emissão média foi de 57% para o formaldeído e 23% para o acetaldeído e representava 80% dos aldeídos totais (27,9 mg/km). Pode-se, observar nesse trabalho que a emissão média encontrada de 17,9 e 27,9 mg/km de aldeídos totais (formaldeído e acetaldeído) do veículo Diesel em relação à emissão do veículo Otto, não é desprezível, uma vez que o limite de emissão de aldeídos totais para os veículos leves fabricados a partir de 1997 era de 30,0 mg/km e passou a 20,0 mg/km para os veículos fabricados a partir de 2009, portanto, conclui-se que a realização de mais ensaios, inclusive em dinamômetro de motores e com outras categorias de veículos, contribuirá para detalhar o perfil das emissões de aldeídos da frota dos veículos a Diesel e biodiesel, além de determinar fatores de deterioração destes veículos, bem como ajudar no inventário de emissões destes poluentes. / Since of the automotive diesel fuel contains 2% biodiesel and there exists no regulation of emissions of aldehydes of Diesel cycle vehicles, this paper aims to evaluate the emissions of aldehydes of such a category of vehicles, using diesel oil with 2% biodiesel (B2) and 100% soybean biodiesel (B100) as fuel. It also aims to evaluate the emissions of aldehydes from a light Otto cycle vehicle with and without the catalytic converter in order to compare their emissions with the Diesel cycle vehicle, as the control program for air pollution by motor vehicles has set a limit of emissions of total aldehydes (formaldehyde + acetaldehyde) for new light Otto cycle vehicles, powered by gasoline, hydrated ethanol and its mixtures thereof. The tests were conducted in the vehicle emission laboratory of environmental sanitation agency (CETESB) on a chassis dynamometer, following a standard urban driving cycle. The aldehydes were analyzed by high performance liquid chromatography. The tests were conducted in a Citröen JUMPER 2.8 L vehicle model year/model 2006 for the Diesel cycle, a VW FOX 1.6 Flex vehicle model year/model 2005 with and without the catalytic converter for the Otto cycle. In the tests with the Jumper vehicle, the emissions of both formaldehyde and acetaldehyde, and acrolein, propionaldehyde, butyraldehyde and benzaldehyde were measured. It was possible to observe, the presence of carbonyl and other ketones, such as crotonaldehyde, methacrolein, 2-butanone, valeraldehyde and p-tolualdehyde. However these carbonyls were not quantified in this study, as there are no certified individual standards. The tests showed that by using B2, the emissions of formaldehyde ranged from 7.6 to 14.9 mg/km, acetaldehyde from 4.5 to 8.9 mg/km, acrolein from 2.7 to 5.8 mg/km, propionaldehyde from 0.4 to 0.6 mg/km, butyraldehyde from 0.4 to 0.7 mg/km, and benzaldehyde from 0.2 to 0.3 mg/km, while using B100 emissions of formaldehyde ranged from 18.8 to 21.1 mg/km, acetaldehyde from 7.5 to 8.3 mg/km, acrolein from 5.2 to 6.2 mg/km, propionaldehyde from 0.5 to 0.6 mg/km, butyraldehyde of 0.4 mg/km, and benzaldehyde of 0.4 mg/km. It was found that by using B2, the average emissions were 48% for formaldehyde and 29% for acetaldehyde, representing 77% of total aldehydes (17.9 mg/km). Using B100, the average emissions were 57% for formaldehyde and 23% for acetaldehyde, representing 80% of total aldehydes (27.9 mg/km). It was possible to observe in this study that the average emissions of 17.9 and 27.9 mg/km of total aldehydes (formaldehyde and acetaldehyde) of Diesel vehicle emissions in the Otto vehicle, are significant, since the emission limit of total aldehydes for light vehicles manufactured from 1997 was 30.0 mg/km and passed to 20.0 mg/km for vehicles manufactured from 2009. Therefore, it is possible to conclude that performing more tests, including engine dynamometer and other types of vehicles, will detail the profile of the aldehyde emissions from the fleet of vehicles powered by diesel and biodiesel, as well as determine factors for the deterioration of these vehicles and assist in the inventory of emissions of these pollutants.

As emissões veiculares constituem-se em uma das mais graves ameaças a qualidade de vida da população, principalmente nos grandes centros urbanos. Poluentes de origem veicular podem induzir alterações no material genético de organismos a eles expostos, pois nessas emissões, destacam-se entre outros, os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), que são substâncias consideradas carcinogênicas e mutagênicas. A utilização de indicadores sensíveis a ação de agentes genotóxicos serve para avaliar a presença destes compostos no ambiente. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar comparativamente o risco mutagênico das emissões provenientes da combustão dos combustíveis fósseis (gasolina e diesel) e renováveis (álcool e biodiesel), utilizando o bioensaio Trad-SH. Os ensaios foram realizados utilizando veículos do ciclo Diesel (Citröen JUMPER 2.8 L, 2006) e do ciclo Otto (VW FOX 1.6 Flex, 2005 sem o conversor catalítico), em um dinamômetro de chassi, submetidos a um ciclo de condução urbano padronizado (FTP-75) modificado, para a coleta dos gases de escapamento. Os gases foram misturados com o ar ambiente e homogeneizados para simular o que ocorre no trânsito urbano. As inflorescências do clone KU-20 de Tradescantia foram expostas a mistura de poluentes, provenientes dos veículos, dentro de uma câmara de fumigação, por duas horas. Para a avaliação do efeito mutagênico foi feita uma comparação entre as inflorescências não expostas aos poluentes (grupo 1) e as inflorescências expostas as emissões do álcool (grupo 2), do biodiesel (grupo 3), da gasolina (grupo 4) e do diesel (grupo 5). Os dados obtidos dos experimentos foram analisados estatisticamente onde se observou que a freqüência média das mutações no grupo 1 (controle), foi significativamente mais baixa do que aquela dos grupos 2, 3, 4, e 5. Os resultados indicam que as emissões dos veículos abastecidos com combustíveis fósseis (gasolina e diesel), são mais mutagênicas do que as emissões provenientes da combustão dos combustíveis renováveis (álcool e biodiesel). / The vehicle emissions constitute a major serious threat to the population\'s quality of life, especially in the large urban areas. Pollutants from vehicle origin may lead to changes concerning the genetic material of some organisms that have been exposed to them, and within these emissions it is stood out among others the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH\'s), which are carcinogenic and mutagenic compounds. The use of sensitive indicators to the action of genotoxic agents is useful to prevent and to evaluate the presence of these compounds in the environment. Therefore, this work is aimed at evaluating comparatively the mutagenic risk of emissions from the burning of fossil fuel (gasoline and diesel) and renewable ones (ethanol and biodiesel) by the use of Trad-SH bioassay. The assays were carried out using vehicles from the diesel cycle (Citröen JUMPER 2.8 L, 2006) and the Otto cycle (VW FOX 1.6 Flex, 2005, without a catalytic converter), in a chassis dynamometer, submitled to a standard urban driving cycle (FTP-75) in order to collect the gases of exhaust. The gases were mixed up to the atmosphere air and homogenized to simulate what happens in urban traffic. The inflorescences of KU-20 clone of Tradescantia were exposed to a mixture of pollutants from vehicles, in a fumigation chamber for two hours. To evaluate the mutagenic effect it was necessary to establish a comparison between the inflorescences which were not exposed to pollutants (group 1) and inflorescences exposed to emissions of alcohol (group 2), biodiesel (group 3), gasoline (group 4) and diesel (group 5). Data obtained from experiments were statistically analyzed in which appears that the average frequency of mutations in group 1 (control) was significantly lower than that of groups 2, 3, 4 and 5. The results indicate that emissions from vehicles fueled by fossil fuels (petrol and diesel) are more mutagenic than emissions from the combustion of renewable fuels (ethanol and biodiesel).

A qualidade do ar dos grandes centros urbanos é impactada diretamente pela emissão de poluentes dos veículos automotores. São dois os principais indicadores da deterioração da qualidade do ar: a concentração de material particulado e de ozônio. A concentração desses poluentes frequentemente atinge valores preocupantes, em especial na Região Metropolitana de São Paulo. O ozônio é um poluente secundário formado a partir de reações fotoquímicas em ambiente com a presença de compostos orgânicos voláteis e óxidos de nitrogênio, dentre os principais compostos precursores emitidos pela combustão dos motores dos veículos. A metodologia desenvolvida busca caracterizar o impacto da circulação dos veículos utilizando um índice, baseado na especiação, quantificação e reatividade dos precursores de ozônio emitidos. Esse índice pode identificar o impacto de um modelo de veículo e atender a demanda por rotulagem ambiental ou o impacto de um conjunto de veículos e subsidiar políticas públicas de redução das emissões / Air quality in large urban centers is directly impacted by the emission of pollutants from motor vehicles. There are two main indicators of the deterioration of air quality: the concentration of particulate matter and ozone. The concentration of these pollutants often reaches alarming values, particularly in São Paulo Metropolitan Area. Ozone is a secondary pollutant formed by photochemical reactions in atmosphere with the presence of volatile organic compounds and nitrogen oxides, precursors compounds emitted by combustion in vehicle engines. The methodology developed seeks to characterize the impact of the movement of vehicles using an index based on speciation, quantification and reactivity of emitted ozone precursors. This index can identify the impact of a vehicle and meet the demand for environmental labeling or the impact of a set of vehicles and support public policies to reduce emissions

A caracterização do tráfego rodoviário é de grande importância para o dimensionamento de pavimentos, bem como para a garantia de sua vida útil, sendo a carga aplicada pelo tráfego uma das maiores responsáveis pelos danos na estrutura. Com o objetivo de garantir a durabilidade dos pavimentos, sistemas Weigh-in-Motion (WIM) podem ser utilizados para coleta de informações sobre os veículos que trafegam em uma rodovia. Propôs-se neste estudo caracterizar o tráfego a partir da avaliação contínua das solicitações de carga na BR-381, sentido Sul, por meio da coleta de dados de Sistema WIM. A partir da análise dos dados coletados entre setembro de 2015 e fevereiro de 2017, observou-se que aproximadamente 85% dos veículos comerciais trafegam na faixa de rolamento mais solicitada (faixa 2). Com relação ao volume de veículos comerciais, pôde-se constatar a presença de uma maior quantidade de veículos durante os dias úteis quando comparados aos finais de semana. Além das variações com relação ao dia da semana, o volume de tráfego também apresenta particularidades com relação às distribuições horárias. Foram obtidas e analisadas as distribuições de carga para cada tipo de eixo das 15 categorias de veículos comerciais mais frequentes (representando 97,3% do tráfego comercial registrado). Com base na Legislação Brasileira vigente, quantificou-se o excesso de carga praticado na rodovia, onde foram identificados 23,7% dos veículos com excesso. Notou-se que a maioria dos excessos se encontram na faixa de até 10% dos respetivos limites legais, indicando que muitos transportadores carregam seus veículos considerando a tolerância como um ganho real de sobrecarga. Um método para identificação de padrões de viagem dos veículos com excesso foi proposto, que se baseia nas árvores de classificação e regressão (Classification and Regression Tree Analysis - CART), uma ferramenta analítica. Por fim, os dados de tráfego foram correlacionados com os defeitos observados no trecho experimental construído logo após o sistema WIM, onde se simulou a redução da vida útil de estruturas de pavimentos considerando diferentes cenários de carga, sendo eles: (i) tráfego real; (ii) tráfego na tolerância (considerando a tolerância de 10%); e (iii) tráfego legal, concluindo-se que a prática do excesso de carga nas rodovias penaliza o transporte rodoviário ao acelerar a degradação das rodovias. / The traffic characterization is of great importance for pavement design, as well as for prediction of its remaining service life. In fact, traffic loading is one of the major contributors for the pavement deterioration. In order to ensure pavement durability, Weigh-in-Motion (WIM) systems can be used to collect traffic data. Therefore, this study was conducted to analyze the effect on the pavements of characterizing the traffic through a Weigh-in-Motion system installed between km 948 and 949 at the Brazilian Federal Highway BR-381. The analysis of the data collected from September 2015 to February 2017 shows that approximately 85% of commercial vehicles travel on the outside slow lane (lane 2). Regarding the volume of commercial vehicles, traffic volume was lower in weekends. In addition to the daily variations, traffic patterns also presented hourly variations. The axle load distributions were obtained and analyzed for the 15 more frequent commercial vehicle categories (representing 97.3% of all the commercial traffic registered). Based on the current Brazilian laws, the results from this study have indicated a significant percentage of violation involving overloaded heavy good vehicles in the highway (23.7%). In general, most axles exceed the legal limits up to 10%, indicating that many vehicles are loaded considering the tolerance as a real gain. A method to identify overloaded truck travel patterns and loading characteristics from available HS-WIM data was proposed. The method is based on Classification and Regression Tree Analysis (CART), an analytical tool. Finally, the traffic data were correlated with the distresses observed in the experimental section constructed closer to the WIM system, where it was simulated the reduction of the useful life of pavement structures considering different load scenarios: (i) real traffic; (ii) traffic in the tolerance (considering the tolerance of 10%); and (iii) legal traffic. it was concluded that the practice of overloading on highways penalizes road transport by accelerating road degradation.

Este trabalho apresenta um mecanismo alternativo para suspensões veiculares traseiras, com mobilidade igual a três, de arquitetura paralela e assimétrico, com três cadeias cinemáticas ativas distintas. O mecanismo é capaz de variar simultaneamente os ângulos de cambagem e de esterçamento das rodas traseiras do veículo, além de atuar sobre a rolagem da massa suspensa. Aplicando-se métodos de síntese de mecanismos paralelos, obtiveram-se topologias de mecanismos de suspensão com estrutura cinemática paralela e, por meio de um critério sistemático, selecionou-se uma estrutura cinemática que atendeu aos três movimentos independentes no espaço tridimensional, desejados para o mecanismo. Um modelo cinemático e outro cinetoestático foram desenvolvidos para verificar a adequação do mecanismo à aplicação veicular. Três análises são apresentadas para avaliar o potencial do mecanismo paralelo sintetizado em aplicações veiculares: análise de desempenho, análise de viabilidade e análise cinemática. Na análise de desempenho, constatou-se que, a atuação do mecanismo sobre os ângulos de cambagem e de esterçamento das rodas traseiras, bem como a atuação sobre a rolagem da massa suspensa trazem benefícios sobre o comportamento dinâmico do veículo, quando comparado com o desempenho dinâmico de um veículo com suspensão convencional. Por meio da análise de viabilidade, determinou-se o curso, a velocidade, a força e a potência demandada pelo sistema de atuação, onde se observou que a atuação do mecanismo pode ser obtida a partir de atuadores comerciais. Nas análises de desempenho e viabilidade o comportamento dinâmico do veículo foi simulado em três manobras distintas: curva de raio constante em regime permanente, dupla mudança de faixa e manobra do anzol (fishhook), empregando uma cosimulação entre os programas CarSim e MATLAB/SIMULINK. Pela análise cinemática, percebeu-se que não há configurações singulares dentro do espaço de trabalho especificado para o mecanismo. O espaço de trabalho disponível atende ao especificado para a aplicação proposta do mecanismo e os erros que os ângulos de cambagem e de esterçamento possam apresentar, devido à imprecisão no posicionamento dos atuadores ou às tolerâncias inerentes ao processo de fabricação das peças do mecanismo, não comprometem os ganhos no comportamento dinâmico que o veículo com o mecanismo proposto apresentou nas simulações da análise de desempenho. / This work introduces an alternative three-degree-of-freedom mechanism for automotive rear suspensions, capable to adjust simultaneously the camber, toe and roll angles. Topologically, the mechanism is parallel and asymmetric with three distinct active kinematic chains. The mechanism is able to adjust the camber, toe and roll angles simultaneously. After applying the methods to perform synthesis of mechanisms, the architecture candidates were ranked in accordance with some proposed indices. Two mathematical models are developed: the kinematic and kinetostatic ones. In order to evaluate how promising this mechanism is, three analyses are conducted: a performance analysis, a feasibility analysis and a kinematic analysis. The obtained results have shown the capability of the mechanism actuation to improve vehicle handling performance, when compared to a car equipped with a conventional suspension system. Moreover, the mechanism feasibility analysis has shown that the actuators stroke, velocity and force can be obtained by using standard hydraulic or eletromechanical actuators. The evaluation was based on three maneuvers: a steady-state cornering, a fishhook and a double lane change. Regarding to the kinematic analysis, three considerations were made. First, there is not singular configuration inside the workspace. Second, the available workspace can attend the camber and rear steer angles stroke. Third, the vehicle dynamic behavior is not affected by the errors due to the manufacturing tolerance and actuators position inaccuracy.