http://hdl.handle.net/123456789/16 Subcomunidade do DENGE 2026-01-08T09:33:52Z http://hdl.handle.net/123456789/908 Deselvolvimento de ferramenta de análise de curvas horizontais de rodovias, para melhoramento de projeto e operação, utilizando redes neurais artificiais Madalozo, Hélio Carlos Muitos estudos têm sido desenvolvidos através de modelos matemáticos para investigar a relação entre o projeto geométrico de rodovias e a ocorrência de acidentes de trânsito, visando-se uma melhoria da segurança da rodovia ao seu usuário. Neste trabalho, foram desenvolvidos modelos através de redes neurais artificiais, procurando prever a ocorrência de acidentes em curvas horizontais rodoviárias. O conjunto de dados usado para tal tarefa foi extraído de 421 curvas de dois trechos de rodovias federais, e de 2762 acidentes de trânsito em um período de 5 anos e seis meses. Foram utilizadas redes com 4 a 8 parâmetros de entrada, compreendendo informações a respeito da geometria das curvas (raio, ângulo central, desenvolvimento total, comprimento de transição, e superelevação existente), velocidade operacional, volume de tráfego e a condição climática de quando ocorreu cada acidente. A saída esperada das redes foi o número de acidentes, para cada curva, em determinada condição climática. Utilizando o mesmo conjunto de dados dos modelos por RN’s, foram desenvolvidos 10 modelos estatísticos do tipo linear e de Poisson. O desempenho das redes e dos modelos estatísticos foi avaliado através da raiz quadrada do erro médio quadrático (rmse) e pela freqüência de casos com menores erros. Nas redes de melhor desempenho, os erros ficaram em patamares aceitáveis (abaixo de 10%) na grande maioria dos casos (80%). Comparados com as melhores redes, os modelos estatísticos apresentaram rmse pouco superior e freqüência de casos com erros menores, pouco inferior. Com estes resultados, observou-se que a técnica de redes neurais pode ser utilizada com relativo sucesso na previsão de acidentes em curvas horizontais de rodovias. Tomando-se uma das redes que apresentou bom desempenho, foram feitas simulações envolvendo uma curva real (em operação) e duas curvas em projeto, onde seus parâmetros geométricos foram alterados, verificando-se uma melhoria na segurança das mesmas, através da diminuição do número de acidentes previstos. Estes modelos de RN’s poderão ser bastante úteis tanto na fase de projeto de rodovias, onde os parâmetros das curvas poderão ser adequadamente ajustados, quanto na fase de operação e manutenção das mesmas, onde correções da geometria poderão ser realizadas, procurando-se minimizar o número de acidentes previstos para patamares aceitáveis e, desta forma, aumentando-se a segurança da rodovia ao seu usuário.; Many studies have been developed through mathematical models, to investigate the relationship between geometric project of highways and occurrence of traffic accidents, to improve highway safety. Often, there are difficulties in the formulation of the mathematical model to be used in this task and in the choice of the variables to be included, and many times it cannot produce the expected forecast results. In this work, the models were developed through artificial neural networks, aiming to foresee the occurrence of accidents in highway horizontal curves. The gathered data was extracted from 421 curves in two sections of federal highways, and includes 2762 traffic accidents within a period of five years and six months. Several networks were tested and the number of inputs varied from 4 to 8. These input variables were related to the geometry of the curves (radius, central angle, total development, transition length, and real superelevation), operational speed, traffic flow and the weather conditions when each accident happened. The output of the networks was the expected number of accidents for each curve. Linear and poisson statistical models were also tested for comparison by using the same data. The performances of the models were evaluated through the square root of the mean square error (rmse) and frequency of cases with small errors. Best neural network models exhibited mistakes in acceptable levels (below 10%) for the great majority of the cases (80%). Statistical models presented a little higher rmse and lower frequency of cases with small mistakes. Based on these results it is concluded that the technique of neural networks can be used with relative success in the forecast of accidents in horizontal curves of highways. Once a good model was selected, simulations were carried out with a real curve (in operation) and two new curves in project, where their geometric parameters were altered. It was verified an improvement in the safety of these curves, through the decrease of the number of predicted accidents. These models can be quite useful in the project phase of highways, where the parameters of the curves can be appropriately adjusted or in highway operation and maintenance, where geometry corrections could be implemented, trying to minimize the number of foreseen accidents to acceptable levels leading to an increase in the safety of the highway. 2003-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/897 Metodologia para a alocação ótima discreta de sensores e atuadores piezoelétricos na simulação do controle de vibrações em estruturas de materiais compósitos laminados Schulz, Sérgio Luiz O principal objetivo do controle de vibrações é a sua redução ou minimização, através da modificação automática da resposta estrutural. Em muitas situações isto é necessário para promover a estabilidade estrutural, e para alcançar o alto desempenho mecânico necessário em diversas áreas técnicas, tais como a engenharia aeroespacial, civil e mecânica, bem como a biotecnologia, inclusive em escala micro e nano mecânica. Uma alternativa é o uso de estruturas inteligentes, que são o resultado da combinação de sensores e atuadores integrados em uma estrutura mecânica, e um método de controle adequado. O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de rotinas computacionais para a simulação, via método dos elementos finitos, do controle ativo de estruturas inteligentes de cascas, placas e vigas delgadas de material compósito laminado com camadas de material piezoelétrico como sensores e/ou atuadores. Caracterizam esta pesquisa a utilização do elemento GPL-T9 de três nós e seis graus de liberdade mecânicos por nó, mais um grau de liberdade elétrico por camada piezoelétrica, assim como a avaliação de dois métodos de controle, o Proporcional-Integral-Derivativo (PID) e o Regulador Quadrático Linear ou Linear Quadratic Regulator (LQR), incluindo o LQR Modal, e a otimização da localização de pastilhas piezoelétricas através de um Algoritmo Genético (AG). Várias aplicações são apresentadas e os resultados obtidos são comparados aos disponíveis na literatura especializada.; The main objective of vibration control is its reduction or even its minimization by the automatic modification of the structural response. Sometimes this is necessary to increase structural stability and to attain a high mechanical behavior in several areas such as aerospace, civil and mechanical engineering, biotechnology, including macro, micro and nanomechanical scales. An alternative is to use a smart structure, which results of the combinations of integrated sensors and actuators in a mechanical structure and a suitable control method. Development of a computational code to simulate, using finite elements, the active control in smart structures such as slender shells, plates and beams of composite materials with embedded piezoelectric layers acting as actuators and sensors is the main objective of this work. This research is characterized by the use of the GPL-T9 element with three nodes and six mechanical degrees of freedom and one electrical degree of freedom per piezoelectric layer, by the evaluation of two control methods, the Proportional Integral Derivative (PID) and the Linear Quadratic Regulator (LQR), including the Modal LQR, and, finally by the optimization of piezoelectric patches placement using a Genetic Algorithm (GA). Several examples are presented and compared with those obtained by other authors. 2012-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/851 Manancial alagados – análise evolutiva dos hidrogramas de enchente para vários cenários de ocupação Andrade Filho, Alceu Gomes de; Brik, Eveline Manosso Janik; Sandaka, Guilherme O presente trabalho teve por objetivo investigar a aplicação de modelos hidrológicos na bacia hidrográfica do Manancial Alagados em Ponta Grossa, no Estado do Paraná; construindo os hidrogramas de enchente correspondentes às sub-bacias monitoradas pela Sanepar (Companhia de Saneamento do Estado do Paraná) através da aplicação dos métodos CUHP (Colorado Urban Hidrograph Procedure) e do Hidrograma Unitário Triangular desenvolvido pelo SCS (Soil Conservation Service) dos Estados Unidos da América (USA), analisando a evolução dos hidrogramas obtidos para várias hipóteses de ocupação das bacias de contribuição. Esses estudos devem subsidiar ações de prevenção de enchentes, formação de processos erosivos, assoreamento e mitigação de impactos ambientais, bem como, possibilitar o dimensionamento de estruturas de drenagem que possam comportar o aumento do volume de água escoado superficialmente devido à crescente ocupação observada no local.; The present work had for objective investigate the application of hydrological models at watershed of the Manancial Alagados in Ponta Grossa, Paraná state; building the flood hydrograph corresponding to the sub-basins monitored by Sanepar (Sanitation Company of the State of Paraná) by applying the methods CUHP (Colorado Urban Hidrograph Procedure) Triangular Unit Hydrograph and developed by SCS (Soil Conservation Service) of the United States of America (USA), analyzing the evolution of hydrographs obtained for various hypotheses occupancy basins contribution. These studies should support programs to prevent flooding, erosion formation, sedimentation and mitigation of environmental impacts, as well as enabling the design of drainage structures that can accommodate the increased volume of water from surface runoff due to increased occupancy observed on site. 2012-08-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/850 Otimização de parâmetros de clarificação de água do sistema de tratamento de Ponta Grossa (PR) Selhorst Filho, Osmar; Wiecheteck, Giovana Kátie; Andrade Filho, Alceu Gomes de; Döll, Maria Magdalena Ribas A estação de tratamento de água do município de Ponta Grossa conta com uma tecnologia específica de clarificação denominada Actiflo®, também conhecida como sedimentação lastreada ou clarificação com microareias, funcionando em paralelo com o sistema de clarificação convencional. Neste trabalho foram realizados ensaios de bancada em Jar test para otimizar a concentração dos produtos adicionados à água bruta na clarificação, bem como do tempo de contato do carvão ativado em pó, usado como auxiliar no processo de clarificação após coagulação. Foram testados dois coagulantes, sulfato de alumínio e cloreto de polialumínio (PAC). Com os resultados, foram elaborados diagramas de coagulação para remoção de cor aparente e turbidez. Além dos coagulantes, o carvão ativado em pó e o tempo de contato do carvão ativado associado aos dois coagulantes também foram avaliados. Como resultados, destacam-se as dosagens de coagulantes mais econômicas: para o sulfato de alumínio, a concentração foi 20 mg/L associada a 5 mg/L de carvão ativado em pó com tempo de contato de 5 minutos e, para o PAC a concentração foi 15 mg/L associada a 10 mg/L de carvão ativado em pó com tempo de contato de 15 minutos. Apesar de o sulfato de alumínio ter menor custo com relação ao PAC e melhor resultado de remoção de cor aparente e turbidez em menor tempo de contato, a companhia responsável pelo tratamento de água deve avaliar o impacto do coagulante no lodo gerado e vislumbrar sua utilização ou disposição final considerando sua composição química.; The water treatment plant of Ponta Grossa city has a specific clarification technology called Actiflo ®, also known as ballasted sedimentation or microsand clarification; both technologies are working in parallel with conventional clarification system. In this work bench assays were performed in Jar test to optimize the concentration of products added to the raw water clarification, and the contact time of powdered activated carbon, used as an aid in the clarification process after coagulation. Two coagulants, aluminum sulfate and poly aluminum chloride (PAC), were evaluated. With the results, coagulation diagrams of apparent color and turbidity removal were elaborated. Besides coagulants, the powdered activated carbon and its contact time associated with both coagulants were also evaluated. As results, it can be assigned: the coagulants dosages the most economical: to aluminum sulfate, the concentration was 20 mg/L associated with 5 mg/L of powdered activated carbon and contact time of 5 minutes and, to PAC, the concentration was 15 mg/L associated with 10 mg/L of powdered activated carbon and contact time of 15 minutes. Although the aluminum sulfate having a lower cost relative to PAC and a better result of apparent color and turbidity removal in less contact time, the company responsible for water treatment should evaluate the coagulant impact in the sludge generated and discern about its use or disposal considering its chemical composition 2011-08-01T00:00:00Z