Pesquisa
e Orientação
Integração
de algoritmos aos SIGs
Aplicações
Apresenta-se a seguir os principais resultados alcançados no segundo ano, divididos nos itens Pesquisa e orientação, Integração de algoritmos aos SIGs e Aplicações.
O segmento de pesquisa e orientação de alunos continuou com grande atividade neste período. Todas as áreas importantes para o projeto foram contempladas. Algumas outras relacionadas foram também consideradas.
Clustering tem se revelado como uma área
importante para os algoritmos desenvolvidos. Tanto problemas de localização
como os de roteamento de veículos usam em geral uma fase de resolução
de problemas de clustering. Algoritmos para clustering também
podem ser usados em uma fase inicial de aplicação dos dados,
para formação de setores que integrem dados com medidas de
similaridades. Estes setores podem particionar ou agregar os dados disponíveis
e são úteis em diversas aplicações, aproximando-as
da realidade. Pretende-se portanto dedicar algum tempo no futuro para estudo
e desenvolvimento de algoritmos de clustering.
A proposta inicial de uso da relaxação
Lagrangeana/surrogate
no problema das p-medianas foi em muito beneficiada com o início
da integração do algoritmo aos SIGs. Na fase de testes de
integração foram notados alguns resultados que aparentemente
poderiam ser melhorados. Notou-se então que a heurística
de troca usada para viabilização de soluções
duais, que se mostrou muito eficiente em problemas gerados aleatóriamente,
não apresentou um bom desempenho para problemas de grande porte
extraídos de dados espacialmente distribuídos através
dos SIGs. Foi então testada uma heurística de localização-alocação
que itera localizando, alocando, e mudando as medianas dentro dos clusters
formados. Com isso uma nova versão do algoritmo inicial para p-medianas
foi realizada e está disponibilizada na página do projeto.
Problemas de grande porte estão sendo testados (com até 85.000
vértices) e melhoras ainda estão sendo testadas.
Algoritmos clássicos de para roteamento de veículos
foram estudados, e uma nova proposta de uso de algoritmos genéticos
(AGC) está sendo considerada como tese de doutorado. Na fase
de clustering deverá ser aproveitada a experiência
com os problemas de localização, para melhor definir as estruturas
e heurísticas do AGC. Também está sendo considerada
a formulação clássica de problemas de roteamento de
veículos como problemas de particionamento de conjuntos.
A integração do problema das p-medianas foi muito interessante do ponto de vista de aprendizado com os testes usando dados extraídos dos mapas digitalizados e SIGs. Dados de diversos tamanhos foram extraídos como pontos com coordenadas no ArcView, usando o mapa digitalizado de São José dos Campos. Esses dados formaram um conjunto de instancias que foram rodados para comparação usando os programas integrados ao ArcView, ao SPRING e sem a integração a nenhum SIG. Essas instancias também estão disponibilizadas na página do projeto (http://www.lac.inpe.br/~marcos/indexARSIG.html) para futuras comparações de outros algoritmos que possam vir a ser integrados aos SIGs.
No ArcView, por enquanto o problema das p-medianas considera apenas distancias Euclidianas. Pretende-se colocar um modulo para calcular distancias usando a malha de logradouros. No SPRING os dois tipos de calculo e consideração de distancias estão disponíveis. Outras medidas que possam enriquecer o modelo de localização devem ser consideradas, tais como a medida de população a ser servida, entre outras. Na seqüência pretende-se integrar algoritmos para problemas de cobertura. Estes são muito adequados para localização de serviços de emergência, por exemplo ambulâncias, bombeiros, carros de polícia, etc.
Os problemas acima são conhecidos por aplicações
em setores públicos. Tem-se a intenção de contemplar
também os problemas com aplicações potenciais em setores
privados, como é o caso do problema de localização
não-capacitada. Os problemas de localização capacitados
devem ser considerados para integração a seguir (p-medianas
capacitado e localização capacitado - geral).
Foi feita a integração ao SPRING de um módulo inicial para cálculo de distancias, de caminhos de peso total mínimo, entre dois pontos e entre vários pontos.
Pretende-se integrar ao ArcView e SPRING o AGC
para problemas de roteamento de veículos que está sendo desenvolvido
em tese de doutorado.
Um importante fator para o funcionamento satisfatório de um sistema de transporte coletivo consiste no adequado gerenciamento dos seus pontos de parada. Esta preocupação não deve levar em conta apenas os equipamentos existentes, as linhas servidas, a população usuária, como também a própria localização, isto é, o correto dimensionamento da distância entre pontos de parada. Assim sendo, fica evidente a necessidade desenvolver aplicativos que possibilitem aos profissionais de Planejamento de Transportes um eficiente gerenciamento do sistema de transporte coletivo.
Neste projeto desenvolveu-se como aplicação
na área de transportes um protótipo de Sistema de Apoio a
Decisão acerca das linhas de ônibus e dos pontos de parada
existentes na cidade de Guaratinguetá. As informações
pertinentes (situação dos equipamentos existentes, linhas
servidas, características da população usuária,
localização, etc.) foram coletadas e integradas ao Sistema
de Informações Geográficas ArcView.
