Publicação: Modelo matemático para o projeto de redes cicloviárias integradas ao sistema de transporte público por ônibus em áreas urbanas
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Data
2020-02-20
Autores
Orientador
Costa, Antônio Fernando Branco 
Luche, José Roberto Dale
Coorientador
Pós-graduação
Engenharia Mecânica - FEG
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O presente trabalho desenvolveu um modelo matemático que contribui para o projeto de redes cicloviárias conexas e integradas ao sistema de transporte público por ônibus em áreas urbanas, fazendo uso da Otimização Multiobjetivo (OM) por meio da Programação Linear Inteira Mista (MILP ou MIP). A investigação dos critérios de infraestrutura que influenciam a demanda cicloviária e que deveriam compor a modelagem matemática foi realizada por meio da Revisão da Literatura e cinco critérios identificados, referentes ao: Conforto, Segurança, Objetividade, Intermodalidade e Continuidade. Cada critério é composto por uma série de subcritérios, dezesseis no total, classificados como parâmetros de projeto de entrada e/ou de saída para o modelo matemático, segundo funções objetivos e restrições. Uma aplicação do modelo foi realizada em um caso real para cidade de grande porte, em São José dos Campos – SP, e obtidas soluções exatas com redes parcialmente conexas (abordagem 1) e redes totalmente conexas (abordagem 2), integradas aos pontos de parada de ônibus e as linhas de ônibus da região delimitada, por meio da linguagem de modelagem General Algebric Modeling System (GAMS) e o solver CPLEX. Os resultados obtidos foram aderentes a realidade da macrozona de tráfego na região estudada e contribuem para o planejamento urbano como validado pela Secretaria de Mobilidade Urbana de São José dos Campos. A análise de diversos cenários para o modelo matemático, ponderando os objetivos do modelo, possibilitou verificar o comportamento dos resultados, que tende a priorizar os caminhos ciclísticos mais baratos e em seguida, aqueles de maior preferência relatada. No modelo, a abordagem 1 atende a todas as linhas de ônibus, enquanto na abordagem 2 o atendimento de todas linhas se mostrou incompatível com a conexidade total da rede, sendo assim, necessária a maximização do atendimento das linhas do transporte coletivo para essa abordagem. Essa pesquisa compreende ao primeiro modelo de Otimização Linear Multiobjetivo a lidar com o tema Transit Network Design Problem (TNDP), propondo soluções conexas para o projeto de redes integradas envolvendo modos alternativos de transporte e ônibus, sobretudo em uma realidade de um país em desenvolvimento.
Resumo (inglês)
The present work created a mathematical model that contributes to design bikeway networks integrated to the public transport service by buses in urban areas, using the Network Multiobjective Optimization through Mixed by means of Mixed Integer Linear Programming (MILP or MIP). The investigation of the infrastructure criteria that influence cycling demand and that should set the mathematical modeling was carried out through the Literature Review and five criteria were identified, referring to: Comfort, Safety, Objectivity, Intermodality and Connectivity. Each criteria is composed of a subcriteria set, sixteen in total, which performed as input and/or output design parameters for the mathematical model, according to fitness functions and constraints. An application of the model was carried out in a real case in São Jose dos Campos city - Sao Paulo state, and exact solutions were obtained with partially connected networks (approach 1) and fully connected networks (approach 2), integrated to the stop points by bus and bus lines in the defined region, using the General Algebric Modeling System (GAMS) modeling language and the CPLEX solver. The results obtained were adherent to the reality of the traffic macrozone in the studied region and contribute to urban planning, as validated by the São José dos Campos Urban Mobility Secretariat. The analysis of several scenarios for the mathematical model, considering the model's objectives, made it possible to verify the behavior of the results, which tends to prioritize the cheapest cycling paths and then those of the most reported preference. In the model, approach 1 serves all bus lines, while in approach 2 the service of all lines proved to be incompatible with full network connectivity, therefore, it is necessary to maximize the service of public transportation lines for this approach. This research comprises the first Multiobjective Linear Optimization model to deal with the Transit Network Design Problem (TNDP) theme, proposing related solutions for the design of integrated networks involving alternative modes of transport and buses, especially in a reality in a developing country.
Descrição
Palavras-chave
Transit Network Design Problem, Rede cicloviária integrada, Sistema de transporte público por ônibus, Programação Linear Inteira Mista, Otimização Multiobjetivo, Integrated bikeway network, Mixed Integer Linear Programming, Public transport service by bus, Multiobjective Optimization, Modelos matemáticos, Ciclovias, Transportes coletivos, Otimização matemática
Idioma
Português
