Modelagem e avaliação de desempenho da integração temporal no transporte público de ônibus usando grafo multiaspecto
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37635 |
Resumo: | Public transportation monitoring systems generate real-time vehicle location data, which is essential for optimizing operations and creating new services. While physical integration at terminals is standard, temporal integration emerges as a valuable alternative, allowing users to change buses at no additional cost within a pre-defined period after initial boarding. This thesis proposes a multi-aspect graph (MAG) to represent and evaluate temporal integration in public bus transport. The research offers four main contributions: (1) an algorithm for itinerary detection capable of handling incomplete and inconsistent GPS data; (2) a MAG-based representation of temporal integration, modeling interactions between lines, stops, and schedules; (3) the concept of a virtual terminal, which identifies strategic transfer points outside traditional physical terminals; and (4) the use of network metrics (degree, closeness, and betweenness centralities, coverage time, temporal centrality) to quantitatively assess the impact of temporal integration. The methodology’s application to the Curitiba network demonstrated a reduction in distances traveled and neighborhood coverage times, without a significant increase in transfers. Similar results were observed in the analysis of the Belo Horizonte network, reinforcing the generality of the proposed approach. These analyses indicate the importance of virtual terminals, which can complement existing physical terminals. This research provides a valuable methodological framework for planning and managing more efficient and sustainable public transport systems. |
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Modelagem e avaliação de desempenho da integração temporal no transporte público de ônibus usando grafo multiaspectoModeling and performance evaluation of temporal integration in public bus transportation using multiaspect graphTeoria dos grafosSistemas inteligentes de veículos rodoviáriosTransporte urbanoInternet das coisasLevantamentos de rotasAlgorítmos - DesenvolvimentoModelos matemáticosGraph theoryIntelligent transportation systemsUrban transportationInternet of thingsRoute surveyingAlgorithms - DevelopmentMathematical modelsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia ElétricaPublic transportation monitoring systems generate real-time vehicle location data, which is essential for optimizing operations and creating new services. While physical integration at terminals is standard, temporal integration emerges as a valuable alternative, allowing users to change buses at no additional cost within a pre-defined period after initial boarding. This thesis proposes a multi-aspect graph (MAG) to represent and evaluate temporal integration in public bus transport. The research offers four main contributions: (1) an algorithm for itinerary detection capable of handling incomplete and inconsistent GPS data; (2) a MAG-based representation of temporal integration, modeling interactions between lines, stops, and schedules; (3) the concept of a virtual terminal, which identifies strategic transfer points outside traditional physical terminals; and (4) the use of network metrics (degree, closeness, and betweenness centralities, coverage time, temporal centrality) to quantitatively assess the impact of temporal integration. The methodology’s application to the Curitiba network demonstrated a reduction in distances traveled and neighborhood coverage times, without a significant increase in transfers. Similar results were observed in the analysis of the Belo Horizonte network, reinforcing the generality of the proposed approach. These analyses indicate the importance of virtual terminals, which can complement existing physical terminals. This research provides a valuable methodological framework for planning and managing more efficient and sustainable public transport systems.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Sistemas de monitoramento de transporte público geram dados de localização de veículos em tempo real, essenciais para otimizar operações e criar novos serviços. Embora a integração física em terminais seja padrão, a integração temporal surge como uma alternativa valiosa, permitindo que usuários troquem de ônibus sem custo adicional dentro de um período pré-definido após o embarque inicial. Esta tese propõe um grafo multiaspecto ou “Multiaspect Graph” (MAG) para representar e avaliar a integração temporal no transporte público de ônibus. A pesquisa se destaca por quatro contribuições principais: (1) um algoritmo robusto para detecção de itinerários, que lida com dados GPS incompletos; (2) uma representação da integração temporal através do MAG, modelando as interações entre linhas, pontos de parada e horários; (3) o inovador conceito de terminal virtual, que identifica pontos estratégicos de transferência fora dos terminais físicos tradicionais; e (4) o emprego de métricas de rede (como centralidades de grau, proximidade, intermediação e tempo de cobertura) para quantificar o impacto da integra- ção temporal. A aplicação da metodologia nas redes de transporte de Curitiba e Belo Horizonte demonstrou resultados promissores. Em Curitiba, observou-se uma redução nas distâncias percorridas e nos tempos de cobertura dos bairros, sem um aumento significativo no número de baldeações. Resultados análogos em Belo Horizonte reforçam a generalidade da abordagem proposta. As análises discutidas na tese ressaltam a importância dos terminais virtuais, que complementam os terminais físicos existentes, criando novas opções de transferências. Além disso, um arcabouço metodológico valioso é disponibilizado para o planejamento e a gestão de sistemas de transporte público mais eficientes e sustentáveis.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRLüders, Ricardohttps://orcid.org/0000-0001-6483-4694http://lattes.cnpq.br/5158617067991861Fonseca, Anelise Munarettohttps://orcid.org/0000-0002-0182-7128http://lattes.cnpq.br/4992303457891284Wehmuth, Klaushttps://orcid.org/0000-0003-2694-3931http://lattes.cnpq.br/6015296351834065Villas, Leandro Aparecidohttps://orcid.org/0000-0003-1010-8245http://lattes.cnpq.br/9830590737740134Rosa, Marcelo de Oliveirahttps://orcid.org/0000-0002-8885-7003http://lattes.cnpq.br/0897919842779594Lüders, Ricardohttps://orcid.org/0000-0001-6483-4694http://lattes.cnpq.br/5158617067991861Silva, Thiago Henriquehttps://orcid.org/0000-0001-6994-8076http://lattes.cnpq.br/9568338246493587Borges, Júlio César Nardelli2025-07-31T20:18:39Z2025-07-31T20:18:39Z2025-06-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfBORGES, Julio Cesar Nardelli. Modelagem e avaliação de desempenho da integração temporal no transporte público de ônibus usando grafo multiaspecto. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37635porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-08-01T06:12:54Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/37635Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-08-01T06:12:54Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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Modelagem e avaliação de desempenho da integração temporal no transporte público de ônibus usando grafo multiaspecto Borges, Júlio César Nardelli Teoria dos grafos Sistemas inteligentes de veículos rodoviários Transporte urbano Internet das coisas Levantamentos de rotas Algorítmos - Desenvolvimento Modelos matemáticos Graph theory Intelligent transportation systems Urban transportation Internet of things Route surveying Algorithms - Development Mathematical models CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica |
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