Modelagem e sincronização de sistemas a eventos discretos temporizados: aplicação ao tráfego urbano na coordenação de semáforos

• Autor(a) principal: Alan Mendes Marotta
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/35471
• topic: Sistemas a eventos discretos; Álgebra tropical max-plus; Otimização lexicográfica; Programação linear fracionária tropical; Sincronização semafórica; Engenharia elétrica; Programação linear; Sincronização; Semáforo

Este trabalho trata da modelagem e otimização para o sincronismo de sistemas orientados a eventos, através da álgebra Tropical. Os problemas são contextualizados através da aplicação no sincronismo em redes de semáforos urbanos. A modelagem a eventos discretos tem aplicações além do contexto de tráfego urbano, podendo ser aplicado também em outros sistemas onde se deseja o sincronismo, por exemplo sistemas de manufatura. O controle dos tempos verdes nos semáforos é otimizado de acordo com a matriz de demanda de tráfego. A partir dos resultados obtidos na otimização, os quais garantem minimamente às demandas de fluxo, tratamos então do sequenciamento das fases e do sincronismo entre os subsistemas. Como contribuição, para o estágio de sequenciamento de fases, é proposta uma métrica capaz de quantificar o nível de sincronismo de planos de temporização para coordenação de semáforos em redes de tráfego urbano, conforme suas demandas de fluxo. A função objetivo, que calcula o valor do sincronismo do sistema, foi processada para um conjunto de planos de temporização e os valores obtidos mostraram correlação com os resultados das filas médias obtidas por meio de um simulador estocástico. Na otimização da busca pelos melhores planos de tempos, é proposta uma heurística que realiza a busca avaliando a combinação entre os pares de cruzamentos adjacentes. O algoritmo intitulado Otimização dos Melhores Próximos obteve performance superior nas simulações quando comparado com outros dois algoritmos de otimização. São contribuições também a proposição de um pacote, o OSLT (Otimização de Sincronismo Lexicográfico Tropical), o qual calcula um vetor capaz de sincronizar as transições de estados conforme uma lista de prioridades. A solução para a otimização do sincronismo opera lexicograficamente o problema, solucionando individualmente cada subproblema, obtendo a solução local através da Programação Linear Fracionária Tropical (PLFT). São apresentados os algoritmos (pseudocódigos) e os correspondentes códigos implementados no pacote gratuito Scicoslab. Exemplos numéricos foram desenvolvidos e demonstram a implementação dos métodos. Os casos com maiores dimensões demonstraram a melhoria no uso da política lexicográfica tropical para o sincronismo na coordenação de sistemas de tráfego urbano.