A estimativa de viagens por domicílio é fundamental para a tomada de decisões relativas ao planejamento urbano e de transportes. Em geral, a obtenção destas informações é por meio de modelos tradicionais como o modelo clássico de quatro etapas, e a primeira etapa do modelo é a geração de viagens. Entretanto, modelos clássicos apresentam inúmeras falhas, muitas delas relacionadas a suposições prévias matemáticas (normalidade ou continuidade da variável dependente). Desta forma, surge a necessidade de testar outras técnicas de modo a minimizar as falhas apresentadas pelos modelos clássicos e utilizá-las como uma ferramenta auxiliar, como por exemplo, as Redes Neurais Artificiais (RNAs), que podem ser aplicáveis na modelagem de problemas complexos e não lineares na área de engenharia de transportes, pois apresentam capacidade de aprendizagem, adaptação e generalização. Assim, para estimar viagens por domicílio, seja pela modelagem tradicional ou pela modelagem RNA são necessários dados desagregados dos domicílios, incluindo dados dos indivíduos, como as atividades diárias que exerce me dados sócio demográficos, etc. Esses dados são geralmente obtidos por uma Pesquisa O/D, que fornece um banco de dados detalhado sobre o comportamento de viagem da população de uma cidade. No entanto, a maioria das cidades enfrenta problemas para a aquisição desses dados, uma vez que este tipo de pesquisa possui alto custo de preparação, execução, processamento e análise. Portanto, percebe-se a necessidade de novos métodos que forneçam dados confiáveis e com baixo custo, para estimar a demanda por viagens, capazes de gerar resultados com rapidez, qualidade e acurácia e sem a necessidade dos dados provenientes de uma Pesquisa O/D. Devido a dificuldade de aquisição de dados desagregados, foi proposto neste trabalho, a geração da população sintética com dados agregados a partir da aplicação do Método Monte Carlo. Este trabalho tem por objetivo gerar uma população sintética baseada em dados censitários agregados e testar a adequabilidade das RNAs para estimar viagens por domicílio. Neste estudo, a modelagem tradicional foi utilizada para comparar nos resultados obtidos com a modelagem RNA, pois o objetivo não foi checar minuciosamente a qualidade dos modelos lineares, e sim, testar a adequabilidade das RNAs para estimar viagens por domicílio. A abordagem tradicional se baseou em um modelo de regressão linear enquanto que a abordagem de redes neurais consistiu da rede perceptron multi camadas. Na execução do trabalho foram calibrados quatro modelos (dois de cada abordagem) com os dados desagregados da Pesquisa O/D e foram comparados os resultados obtidos de cada abordagem. Ao final do trabalho, foi possível escolher o modelo mais adequados de cada abordagem e em seguida, foram utilizados para prever viagens por domicílio com os dados obtidos pela população sintética. Os resultados indicaram que 70% das variáveis obtidas na população sintética foram consideradas aptas para o estudo e que a estimativa de viagens por domicílio da população sintética obtida em ambos os modelos (Modelo 3-RNA) e (Modelo 4-RLM) obtiveram uma boa previsão, ou seja, mais de 70% das viagens por domicílio da população sintética foram consideradas válidas. Isso demonstrou que, o uso de da modelagem RNA é uma técnica alternativa eficiente e promissora na área de planejamento de transportes, especificamente para a previsão de viagens por domicílio. / The estimated number of household travels is essential in the decision-making process related to urban and transportation planning. Usually, this information is obtained through traditional models, such as four-step classic model, for example, which has trip generation as a first step. However, classic models feature numerous failures. Many of these failures are related to mathematical prior assumptions (normality or continuity of the dependent variable). Thus, it is important to test other techniques in order to reduce the failures and use these techniques as an auxiliary tool, i.e. Artificial Neural Networks (ANN). ANN are applicable in the modeling of complex and nonlinear transportation problems, due to its learning, adaptation and generalization capacities. Thus, to estimate the number of household travel, either by traditional or by ANN models, it is required disaggregated data of the households. It might include information of individuals, as daily activities and sociodemographic information. Usually, these data are obtained by a O/D survey, which provides a detailed database of the population travel behavior of the city. However, the obtainment of this information leads to high costs of preparation, execution, processing and analysis of the data. Thus, most cities have faced problems to attain this information. Therefore, new methods of estimation providing reliable data and low cost, are required. It will enable to estimate the demand of travel, rapidly with quality and accuracy, without the need of data provided through an O/D survey. Due to the difficulty of acquiring disaggregated data, this study proposes the generation of synthetic population through aggregated data by applying the method of Monte Carlo. This study aims to generate a synthetic population based on aggregated census data, and test the suitability of ANN to estimate the number of household travels. Since the aim was not thoroughly check the quality of linear models, instead, test the suitability of ANN to estimate the number of household travels, obtained results of traditional and ANN models were compared. The traditional approach was based on a linear regression while the neural network consisted of Multilayer Perceptron network. Four models (two of each approach) were proposed and calibrated with disaggregated data of an O/D Survey. Then, the results were compared. It enabled to choose the most appropriate model of each approach. Hence, these models were used to forecast the number of household travels, using the data obtained by the synthetic population proposed. The results indicated that 70% of the variables obtained through the synthetic population, were considered suitable for the study. Besides, the estimated number of household travels of the synthetic population obtained for both models (Model 3-RNA and 4-MLR model) presented a good forecast, indicating that more than 70% of household travels of the synthetic population were considered valid. Finally, it is concluded that the use of ANN modeling is an effective and promising alternative technique in the transportation-planning field, specifically to forecast the number of household travels.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-24102016-154347 |
| Date | 16 September 2016 |
| Creators | Marcela Navarro Pianucci |
| Contributors | Paulo César Lima Segantine, Bruno Vieira Bertoncini, André Luiz Barbosa Nunes da Cunha, Suely da Penha Sanches, Anabela dos Santos Aleixo Simões |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia de Transportes, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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