Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: FILLIPE ALMEIDA PAZ
DATA: 16/12/2022
HORA: 14:00
LOCAL: Sala de Seminários do PROCC
TÍTULO: Planejamento de Rotas Veiculares e Otimização de Mobilidade Urbana Utilizando Algoritmo Bioinspirado e Paralelo
PALAVRAS-CHAVES: redes veiculares. otimização metaheurística. 5G. ITS. mobilidade urbana. roteamento veicular.
PÁGINAS: 84
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Ciência da Computação
SUBÁREA: Sistemas de Computação
ESPECIALIDADE: Teleinformática
RESUMO:

A concentração da população mundial nas áreas urbanas tem imposto desafios à qualidade de vida dos cidadãos. Congestionamentos, aumento da poluição atmosférica, desperdício de recursos naturais e redução da produtividade do cidadãos são alguns exemplos de prejuízos decorrentes da mobilidade precária nas cidades. Simultaneamente, tecnologias inerentes às cidades inteligentes podem ajudar na mitigação desses efeitos, melhorando a qualidade de vida nas cidades e fomentando um ambiente mais sustentável ambiental e economicamente. Mecanismos e ferramentas de coleta, como nós sensores; análise de dados, como modelos de predição; e, transmissão de dados, como redes veiculares e celulares, fazem parte do arcabouço das cidades inteligentes e podem auxiliam na tomada de decisão de forma a otimizar os recursos. Contudo, ainda que a quantidade de dados a respeito a situação do tráfego urbano seja considerável, o planejamento dinâmico de rotas veiculares que leve em consideração uma grande quantidade de vias e veículos é limitado pelo custo computacional envolvido.

Nesse contexto, este trabalho tem por objetivo avaliar experimentalmente o impacto de roteamento veicular dinâmico sobre métricas relativas à mobilidade urbana. Foram experimentados algoritmos heurísticos, clássicos e bio-inspirados sob diferentes condições de fluxo viário, com ênfase no PPUMO (Parallel and Pheromone-based Urban Mobility Optmization), algoritmo para roteamento veicular proposto neste trabalho. Além disso, será proposta uma arquitetura de comunicação e processamento que utiliza o 5G para a transmissão dos dados necessários aos replanejamentos. A metodologia de análise dos resultados utilizou tanto do teste de hipóteses quanto de análise gráfica aplicados às métricas coletadas.

Ficou evidenciado que o PPUMO foi capaz de produzir os melhores resultados dentre os tratamentos analisados com relação às métricas Timeloss (redução de até 27.8%, em média); Trip Duration (redução de até 28.4%, em média); Jams (redução de até 73.9%, em média) para condições de elevada carga no sistema de tráfego. Foi possível constatar ainda que o PPUMO chegou a reduziu da ordem de 10⁰ s para 10^-4 s o tempo de replanejamento de rotas se comparado aos algoritmos seriais. Especialmente com relação ao tempo de viagem dos veículos, ele apresentou-se como a melhor escolha uma vez que diferenciou-se estatisticamente e apresentou menor mediana em 4 das 5 condições de carga avaliadas, dentre todos os algoritmos experimentados. Finalmente, com relação ao comprimento de rota, o PPUMO alcançou resultados menores ou próximo do menor se comparado ao caso base e distanciou-se das abordagens que realizaram replanejamento de rotas em até 32.4%, em média.

Entre as contribuições esperadas para este trabalho estão: a identificação pontos positivos e fraquezas associadas ao uso de roteamentos dinâmicos baseados em algoritmos determinísticos ou probabilísticos, clássicos, bioinspirados ou metaheurísticos; uma arquitetura de roteamento veicular dinâmico que prevê o uso de redes 5G V2X para a transmissão de dados em um Sistema Inteligente de Transporte. É esperado também que o procedimento experimental aqui adotado, que utiliza testes de hipóteses como arcabouço ferramental e teórico, seja replicável para outros trabalhos no âmbito de simulações de mobilidade urbana. Por fim, intenciona-se que as implementações deste trabalho sirvam como artefato de software para o desenvolvimento de soluções para a redução de congestionamento em sistema de tráfego urbano.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 024.224.885-36 - RUBENS DE SOUZA MATOS JUNIOR
Interno - 1692341 - EDWARD DAVID MORENO ORDONEZ
Externo ao Programa - 1287477 - RICARDO JOSE PAIVA DE BRITTO SALGUEIRO
Externo à Instituição - BRUNO SILVA