BÁRBARA DE FREITAS FERREIRA
REVISÃO DE LITERATURA E ANÁLISE EM
PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES USANDO OS
SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
Trabalho apresentado ao Departamento
Engenharia Elétrica e de Produção
Universidade Federal de Viçosa como parte
exigências da disciplina EPR491-Trabalho
Graduação II para a conclusão do curso
Engenharia de Produção.
Orientador:
Prof. Julio César de Oliveira
Departamento de Engenharia Civil
ABRIL 2006
VIÇOSA-MG,
BRASIL.
de
da
das
de
de
Dedico este trabalho exclusivamente aos meus pais, Ezequias e Sueli, preciosidades
da minha vida, sem eles não teria chegado aqui.
2
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus em primeiro lugar, por ter fortalecido a fé e a saúde que eu precisava
para chegar à conclusão deste trabalho e, conseqüentemente, desta graduação.
Aos meus pais, Ezequias e Sueli, por todo amor, apoio e incentivo.
Às minhas tias Ângela e Ana, e minha avó Maura, que sempre torceram por mim,
nessa e em outras vitórias.
Ao professor orientador Julio Oliveira, pelos conhecimentos repassados.
Ao professor Carlos Vieira, por ter iniciado esse trabalho.
À mestranda Alessandra, por toda ajuda e paciência.
À mestre Márcia Moura orientada do professor Carlos Ribeiro por ter cedido o banco
de dados.
Aos meus amigos que de alguma forma contribuíram para a conclusão deste trabalho.
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RESUMO
REVISÃO DE LITERATURA E ANÁLISE EM PLANEJAMENTO DE
TRANSPORTES USANDO OS SISTEMAS DE INFORMAÇÕES
GEOGRÁFICAS
A Logística diz respeito à criação de valor para clientes e fornecedores. O valor é expresso em
termos de tempo e lugar, ou seja, produtos e serviço só terão valor se forem entregues ou
efetuados no tempo e no lugar certos com o menor custo possível. O transporte, cujo objetivo
principal é movimentar produtos de um local de origem até um determinado destino
minimizando ao mesmo tempo os custos financeiros e temporais, está dentro da perspectiva
logística e é um dos elementos fundamentais para o bom funcionamento dessas operações. A
crescente urbanização que ocorre em nosso país vem, há alguns anos, trazendo sérias
conseqüências para o sistema de transporte urbano. O transporte urbano no Brasil é feito
basicamente por ônibus e por isso o serviço ao cliente é um componente que deve ter toda
atenção dos tomadores de decisão nas empresas. Dentro desse contexto, o objetivo deste
trabalho é o estudo dos aspectos ligados ao planejamento de transportes, e as suas devidas
conseqüências no sistema de transporte público urbano. Para isso foram usadas ferramentas
do geoprocessamento, mais especificamente os Sistemas de Informações Geográficas com o
software Arcview. A metodologia consistiu em fazer uma revisão bibliográfica, fazendo um
levantamento do há na referente ao uso de Sistemas de Informações Geográficas no
planejamento do transporte público urbano. Posteriormente foi realizada uma análise prática
no software Arcview, colocando os conhecimentos adquiridos na revisão bibliográfica.
Concluindo o trabalho, analisados os estudos realizados, foi mostrado que os SIG’s
constituem ferramentas extremamente úteis no planejamento de rotas de veículos e que é
muito importante ter uma base de dados do Arcview bem elaborada, destinada para cada caso
analisado.
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Sumário
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................3
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.................................................................................................5
2.1. HISTÓRICO DOS SISTEMAS DE INFORMAÇÕES.......................................................5
2.2.ÁREAS DE APLICAÇÕES DOS SIG’S.............................................................,.................7
2.3. TEORIA DOS GRAFOS............................................................................................,...........8
2.4. ROTEIRIZAÇÃO..................................................................................................................10
2.5. EXEMPLOS DE TOMADAS DE DECISÃO COM BASE EM SIG’S ...........................11
3. METODOLOGIA.....................................................................................................................13
4. RESULTADOS..........................................................................................................................14
5. CONCLUSÃO............................................................................................................................17
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................................18
7. ANEXOS....................................................................................................................................20
5
1.Introdução
Segundo Ballou (1993), a logística diz respeito à criação de valor, principalmente, para
clientes e fornecedores. O valor em logística é expresso em termos de temo e lugar, pois
produtos e serviços não têm valor a menos que estejam sob a posse do cliente quando (tempo)
e onde (lugar) ele deseja consumi-los. A boa gestão logística vê cada atividade dentro da
cadeia de suprimentos como contribuinte no processo de adição de valor.
Através de alguns estudos efetuados, como por exemplo pelo Fundo Monetário
Internacional, o custo da logística representa em média 12% do produto interno bruto
mundial. Portanto, o valor é adicionado pela minimização desses custos quando o benefício é
repassado para o consumidor e para os acionistas das empresas (Ballou, 1995).
A logística no Brasil está passando por um período de extraordinárias mudanças. Podese mesmo afirmar que estamos no limiar de uma revolução, tanto em termos das práticas
empresariais quanto da eficiência, qualidade e disponibilidade da infra-estrutura de
transportes e comunicações, elementos fundamentais para a existência de uma logística
moderna. Para as empresas que aqui operam, é um período de riscos e oportunidades. Riscos
devido às enormes mudanças que precisam ser implementadas e oportunidades devido aos
enormes espaços para melhorias de qualidade do serviço e aumento de produtividade,
fundamentais para o aumento da competitividade empresarial (Fleury, 1998).
O transporte que está dentro da perspectiva da logística, é um dos elementos mais
importantes para o bom funcionamento das operações. O principal objetivo do transporte é
movimentar produtos de um local de origem até um determinado destino minimizando ao
mesmo tempo os custo financeiros e temporais. As despesas de perdas e danos também devem
ser minimizadas. Essa movimentação de fretes absorve entre um e dois terços do total dos
custos logísticos (Ballou, 1995).
A logística de transporte é a responsável por otimizar a cadeia de fornecimento e
distribuição dentro do processo produtivo. Recentemente, as mudanças econômicas no Brasil
motivaram as empresas na busca pela produtividade, na qual a logística constitui um dos
fatores predominantes, considerando as dimensões continentais do território brasileiro
(Roseto, 2001).
O objetivo da logística de transportes é administrar racionalmente a aquisição de
entrega de materiais (produtos) de forma a minimizar o custo total (Ballou, 1995).
A crescente urbanização que ocorre em nosso país vem, há alguns anos, trazendo
sérias conseqüências para o sistema de transporte urbano. Ao contrário do que acontece em
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outros países, o transporte urbano no Brasil é feito basicamente por ônibus, o que torna
imprescindível para sua operação a existência de um compromisso entre, fornecedores do
serviço e clientes, para que não gere insatisfação e insegurança.
O serviço ao cliente é um componente que deve ter toda atenção dos tomadores de
decisão dentro da logística. O impacto do transporte nesse aspecto é um dos mais
significativos e as principais exigências do mercado geralmente estão ligadas à pontualidade
do serviço (além do próprio tempo de viagem). Outro ponto a ser considerado é o
gerenciamento dos riscos associados a roubos, danos e avarias e também à capacidade do
transportador de oferecer mais que um serviço básico de transporte, mas estabelecer,
principalmente, a confiabilidade do serviço ao cliente.
Estes tipos de problemas afetam diretamente na confiança de seus clientes em relação
aos serviços prestados, visto que o processo de espera do passageiro nos pontos é, muitas
vezes, excessivo, e até mesmo o percurso é demorado e exaustivo.
Diversos são os motivos que levam essas empresas a gerarem esse desconforto aos
seus clientes. Por isso, torna-se necessário um estudo mais detalhado para otimização dessa
rede de transporte coletivo, pois se observa a dificuldade dessas empresas em definir as rotas
de ônibus.
A principal função do sistema de transporte coletivo urbano é facilitar a circulação de
pessoas dentro de um certo município ou entre certos municípios, interligando centros
produtores, lojas e a população. Este tipo de planejamento poderá, futuramente, ser integrado
aos sistemas existentes de transportes público, visto que poderá garantir preços competitivos,
confiabilidade e pontualidade no tempo da viagem e além disso, fornecer atividades essenciais
para o desenvolvimento de municípios.
Com isso, observa-se que o transporte público urbano tem um papel fundamental em
várias estratégias na rede logística dessas empresas, tornando necessária a geração de soluções
que possibilitem flexibilidade e velocidade na resposta ao cliente, ao menor custo possível,
gerando assim maior competitividade e também, criando alternativas que sejam capazes de
sustentar uma demanda que está crescendo continuamente.
Dentro desse contexto, o objetivo deste trabalho é o estudo dos aspectos ligados ao
planejamento de transportes, e as suas devidas conseqüências no sistema de transporte público
urbano.
Especificamente, no escopo desta pesquisa, serão propostos modelos que otimizarão o
sistema de transporte urbano, baseando-se em ferramentas do geoprocessamento e teoria dos
grafos.
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2. Revisão Bibliográfica
2.1. Histórico dos Sistemas de Informações Geográficas – SIG’s
Uma definição bastante comum de SIG encontrada na literatura relaciona esta
tecnologia com uma ferramenta que associa banco de dados a mapas digitalizados. Conceitos
mais amplos que este são apresentados hoje em dia, como por exemplo, o conceito de Aronoff
(1989), no qual diz que qualquer conjunto de procedimentos baseados em computador, usados
para armazenar e manipular dados geograficamente referenciados. Um SIG completo consiste
em pelo menos cinco componentes: software, hardware, base de dados geográficos
(composto pela base de dados física e por programas que gerenciam esses dados), recursos
humanos e organização. Partindo do princípio que o sistema seja implementado na empresa,
não basta apenas um software que trabalhe com um banco de dados e mapas digitalizados, é
importante que exista pessoal qualificado, um objetivo no seu uso e interação com outras
áreas dentro da organização.
A criação da base de dados é a etapa mais importante no processo de análises em SIG
sendo que a escolha do método mais apropriado está em função do objetivo do trabalho e de
sua aplicação. Cabe salientar que a qualidade dos dados originais e a precisão da técnica irão
determinar o nível dos resultados finais do trabalho. A base de dados geográficos pode ser
considerada como um conjunto de entrada, processamento e saída de informações, que
fornecem subsídios para o sistema gerenciador de banco de dados recuperar e transformar
dados em informações (Burrough, 1989). Em geral, é formada por componentes geográficos,
que representam as características espaciais da superfície e os dados alfanuméricos que
descrevem as características dos elementos geográficos.
Os sistemas de informações geográficas surgiram há mais de três décadas e têm-se
tornado ferramentas valiosas nas mais diversas áreas de conhecimento. Tais sistemas
constituem um ambiente tecnológico e organizacional que tem, cada vez mais, ganho adeptos
no mundo todo. É interessante observar que o emprego do conceito de computação para o
processamento de dados geográficos reporta-se ao século passado, quando Herman Hollerith,
funcionário do Bureau of census americano, criou e empregou cartões perfurados e uma
máquina tabuladora para agilizar as atividades relativas ao censo de 1890, tendo finalizado
após três anos, um imenso avanço ao censo anterior (1880) que demorou 08 anos para ser
completamente processado por vias convencionais (Meneguette, 2000).
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Em 1951 instalou-se o primeiro UNIVAC I, um computador automático universal, o
qual era o mais avançado de sua geração e que se tornou o primeiro a entrar em linha de
produção. Entretanto, a comunidade científica ressentia-se com a falta de ferramentas
matemáticas adequadas para descrever quantitativamente a variação espacial. Os primeiros
desenvolvimentos apropriados em Matemática, segundo Burrough (1989), para lidar com
problemas espaciais começaram por volta dos anos 30 e 40, em paralelo com
desenvolvimentos em métodos estatísticos e análise de séries temporais. O progresso prático
efetivo foi completamente bloqueado pela ausência de ferramentas computacionais
adequadas. Foi somente após 1960 que, com a disponibilidade do computador digital,
floresceram, tanto os métodos conceituais de análise espacial, quanto as reais possibilidades
de mapeamento temático quantitativo e análise espacial, de acordo com Burrough (1989).
A história relata diversas iniciativas efetivas no sentido de empregar a tecnologia
computacional no processamento de dados espaciais. Entretanto, o primeiro SIG que se tem
notícia surgiu em 1964 no Canadá (Canada Geographic Information System) por iniciativa do
Dr. Roger Tomlinson, que embora tenha construído os módulos básicos de software,
impulsionando o desenvolvimento de hardware e elaborado uma complexa base de dados, só
publicou seus trabalhos uma década depois. Na verdade, somente no final da década de 70 é
que a indústria dos SIG's começou a amadurecer, favorecendo inclusive, no início dos anos
80, o surgimento da versão comercial dos primeiros sistemas, que passaram a ter aceitação
mundial. Naquela ocasião, os Governos Federais, seja o americano, o canadense e alguns
europeus (Suécia, Noruega, Dinamarca, apoiavam financeiramente iniciativas voltadas tanto à
Cartografia Assistida por Computador (CAC), quanto aos SIG's. Foi naquele período que o
USGS (United States Geological Survey) passou a tornar disponíveis ao público bases de
dados digitais, tais como os modelos digitais de elevação ou DEM's (Digital Elevation
Models).
O tratamento das informações espaciais no passado era realizado basicamente através
da utilização de mapas em papel. Hoje em dia, existem softwares que permitem o uso de tais
informações para auxiliar na tomada de decisão. Análises do tipo quantos e quais clientes são
atendidos no raio de 150 Km são facilmente realizadas pela tecnologia SIG. Além disso,
pode-se fazer análises e gerar mapas temáticos utilizando base de dados digitais contendo
rodovias, ferrovias e informações sobre dados georreferenciados. Sem mencionar a aplicação
desta ferramenta em problemas de localização, seja de pontos comerciais ou de fábricas. No
roteamento de veículos ela é fundamental, pois permite ao usuário visualizar as rotas que
foram geradas a partir de um algoritmo.
9
Para Kagan et al. (1992), os SIG's permitem manusear, atualizar, alterar, ou
acrescentar outras alterações, ou ainda trabalhar com parte dos dados, em função do problema
em questão. Entretanto, a maior vantagem de se utilizar os SIG’s em relação aos métodos
tradicionais é a rapidez e flexibilidade e isso permite ao planejador novos conceitos para
representação gráfica e manipulação de dados.
2.2. Áreas de aplicação dos SIG’s
As áreas de aplicação de SIG extrapolam o uso no marketing e na logística. Estes
sistemas surgiram em estudos ambientais e urbanos, sendo em seguida utilizados nas áreas de
energia, água e esgoto, saúde e em estudos populacionais. Com isso, é importante ressaltar
que dentro do geoprocessamento, as aplicações citadas a seguir fazem parte de um grupo
específico.
Para Nazário et al (2000), devido à importância que os dados espaciais ocupam na
atividade logística, os SIG’s possibilitam inúmeras aplicações. A partir da utilização de dados
georreferenciados, pode-se executar diversas análises nas seguintes áreas:
ƒ
Apoio ao Marketing - Nesta área o uso de SIG auxilia na identificação do
potencial de vendas das diferentes regiões. Isto fornece informação para
eventuais promoções em pontos com menor poder aquisitivo. Além disso, pode
ser realizada segmentação de mercado, pois se existirem dados disponíveis dos
clientes com suas respectivas necessidades (obtidas através de pesquisas),
pode-se estabelecer padrões de serviço diferenciados. A visão espacial é
fundamental neste tipo de informação para a tomada de decisão.
ƒ
Geografia de mercado - localização de pontos comerciais - Na atualidade, a
tecnologia SIG é amplamente utilizada na geografia de mercado, que tem no
estudo de localização de pontos comerciais a principal vertente. Esta
abordagem possui um escopo diferenciado do estudo de localização de fábricas
e centros de distribuição. Neste ponto, os custos com transportes e
armazenagem têm um impacto considerável. Já na definição do melhor ponto
comercial, questões como mão da via, sinais de trânsito e outros aspectos mais
urbanos são ressaltados.
10
ƒ
Localização de fábricas e CD's (centros de distribuição) / Roteamento - Neste
tipo de estudo, os SIG’s são utilizados como a principal ferramenta na solução
destes problemas. É obtida através de algoritmos baseados em programação
matemática. Porém, a importância que a representação visual tem no sentido de
facilitar o entendimento de não especialistas é muito grande. Além disso, a
ferramenta SIG possibilita identificar problemas na resposta do modelo.
ƒ
Análises de sistemas logísticos - É importante existir controle em sistemas
logísticos já implementados, sendo possível através dos SIG’s. Para
distribuidores, por exemplo, pode-se identificar várias anomalias, tais como:
desbalanceamento das regiões de entrega, fluxos inadequados, má formação na
consolidação, entre outras.
2.3. Teoria dos Grafos
O processo de modelagem de sistemas de transportes, visando sua simulação e
otimização, baseia-se na representação matemática de redes, conhecida como grafos, que
permitem a aplicação de algoritmos de simulação e otimização dos fluxos de transportes
(Christofides, 1975; Veloso et al, 1986).
Talvez o método mais simples e direto da roteirização seja o método da rota mais
curta. Portanto, antes de descrever este método, é preciso introduzir alguns conceitos de
grafos no qual esse está inserido.
Nesta forma convencional de modelar um sistema de transporte, os “arcos” (ou
trechos) podem representar ruas ou vias, e os “nós” (pontos de conexão e extremidades)
podem representar fábricas, depósitos, cruzamento entre vias, entre outros. Associado a cada
nó e arco pode existir um conjunto de atributos, tais como: distância, velocidade, custo,
tempo e outros. Considerando uma rede de transporte estática, pode-se facilmente obter
respostas para consultas do tipo: qual o menor caminho entre nós que possibilitará
significativas otimizações e reduções de custos em todo o sistema de transporte.
Um grafo G é constituído por um conjunto N de elementos e por uma relação binária
entre esses elementos. Escreve-se: G = (N,A). Os elementos de N são denominados nós (ou
vértices), enquanto os elementos de A são denominados arcos ou arestas (Veloso et al, 1986).
Nós ligados por arcos são ditos adjacentes. Diz-se também que arcos são incidentes de
ou a determinados nós, conforme partam ou cheguem a eles.
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Um caminho é definido como uma seqüência de um ou mais arcos em que um
segundo nó de cada arco coincide com o primeiro do seguinte, permitindo a partir de um nó a
atingir um nó b. Quando o nó a for igual ao nó b temos um circuito. Um grafo conexo é
quando tem um nó do qual existem caminhos para todos os demais. Um grafo é dito
fortemente conexo se de todos os nós é possível atingir todos os demais.
Um subgrafo se define como um subconjunto dos nós de um dado grafo, juntamente
com todos os arcos cujas duas extremidades são nós desse subconjunto. Já em um grafo
parcial, permanecem todos os nós do grafo original, mas é tomado um subconjunto de seus
arcos.
Diz-se que um grafo é acíclico, por não conter circuitos. Grafos acíclicos são o caso
mais geral de ordem parcial. Um outro caso particular de ordem parcial são as redes, que
possuem dois nós especiais: o nó fonte, do qual todos os demais são atingidos, e o nó
sorvedouro, do qual não parte nenhum arco.
Agora será feita a abordagem sobre o método: há uma rede representada por ligações
e nós, na qual os nós estão conectando pontos entre as ligações, e as ligações são os custos
(distâncias, tempos, ou uma combinação de ambos formando uma média ponderada do tempo
e da distância) para deslocamento entre nós. Inicialmente, todos os nós são considerados nãoresolvidos, isto é, não estão ainda em uma rota definida. Portanto um nó resolvido está na
rota. Começando com a origem como um nó resolvido,
ƒ
Objetivo da n-ésima iteração. Encontre o n-ésimo nó mais próximo da
origem. Repita para n = 1,2,... até que o nós mais próximo seja o destino.
ƒ
Entrada para a n-ésima iteração. Os nós (n-1) mais próximos da origem,
resolvidos pela iteração precedente, incluem suas rota e distâncias mais curtas
da origem. Estes nós, mais a origem, serão chamados nós resolvidos; os outros
são nós não-resolvidos.
ƒ
Candidatos para o n-ésimo nó mais próximo. Cada nó resolvido que está
diretamente conectado pelo ramo a um ou mais nós não-resolvidos fornece um
candidato – o nó não-resolvido com o ramo de conexão mais curto. Os empates
fornecem candidatos adicionais.
ƒ
Cálculo do n-ésimo nó mais próximo. Para cada um destes nós resolvidos e
seus candidatos, adicione a distância entre eles à distância da rota mais curta
entre este nó resolvido e origem. O candidato com a menor distância total é o
n-ésimo nó mais próximo (os empates fornecem nós resolvidos adicionais), e a
sua rota mais curta é a que gera esta distância.
12
2.4. Roteirização
Embora haja muitas variações de problemas de distribuição, podemos reduzí-los a
alguns tipos básicos. Há o problema de encontrar um trajeto, ou seja, fazer a roteirização
através de uma rede na qual o ponto de origem seja diferente do ponto de destino. Há um
problema similar quando existem vários pontos de origem e destino.
Quanto à definição conceitual de roteamento (ou roteirização), este termo costuma ser
empregado como o seu equivalente em inglês, routing, significando o processo de construção
de roteiros e a seqüência de paradas a serem cumpridas por veículos de uma frota. O
roteamento de veículos tem sido estudado e analisado por muitos especialistas da área de
transportes e de pesquisa operacional. Por meio de algoritmos (modelos de simulação e
otimização) e de uma base de dados apropriada (rede representando o sistema viário), é
possível resolver problemas de roteamento e programação de veículos para atender a
determinado objetivo, como o de grupo de cargas a serem coletadas ou distribuídas (Moura,
2001).
A determinação de rotas de veículos é caracterizada como um problema de roteamento
e programação de veículos, levando em consideração não somente aspectos geográficos, mas
também aspectos como restrições de horários de atendimento nos pontos a serem visitados.
Ao considerar apenas os aspectos espaciais da localização dos pontos a serem atendidos, temse o que se define como problema de roteamento puro (Moura, 2001).
O problema de roteamento de veículos (PRV) consiste na definição de rotas que
minimizem a distância total percorrida pelos veículos, atendendo à demanda de todos os
consumidores. Enfim, uma rota consiste em uma seqüência de visitas a um conjunto de pontos
dispersos geograficamente, com início e término em um depósito.
O método da rota mais curta presta-se à solução computadorizada na qual rede das
ligações e dos nós pode ser mantida em um banco de dados. Selecionando pares particulares
da origem e do destino, as rotas curtas podem ser desenvolvidas. As rotas de distância
absoluta mais curtas não levam em conta o tempo de atravessar a rede porque a qualidade das
ligações não é levada em conta.
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2.5. Exemplos de tomadas de decisão com base em SIG’s
Pimentel e Salgado (1994), observaram que para o uso adequado de um SIG, é
necessário um trabalho conjunto entre os usuários finais e aqueles que desenvolvem os
sistemas. A falta de comunicação ou troca de informações entre os envolvidos no processo
acarreta um produto final que geralmente não atende plenamente as necessidades dos
usuários, ou seja, um sistema ineficiente. Os autores mostram que, somente com o trabalho
harmônico entre os envolvidos será possível a otimização no processo de desenvolvimento e
utilização de um SIG.
No trabalho de Nassi et al. (1996), foi apresentada uma experiência prática mostrando
os primeiros passos na implantação de um SIG em grandes cidades como no Rio de Janeiro e
Recife. O objetivo era gerar imagens para cadastro que auxiliassem no planejamento do
transporte público urbano. Para isso foi necessária a representação gráfica de alguns dos
principais componentes do sistema, tais como: cadastro de ruas e avenidas do município,
itinerários de linhas, perfis de carregamento de linhas e rotas, entre outros. Com a base
cartográfica criada e utilizando as ferramentas do SIG, foi possível, segundo os autores do
trabalho, o planejamento e operação do transporte público urbano por seus administradores.
Um estudo pioneiro, que tange ao problema de alocação de matrículas em escolas
públicas foi apresentado por Fonseca & Zuppo (1996), para o município de Belo HorizonteMG. A administração da cidade implementou um cadastro de endereços, com base em um
projeto de geoprocessamento urbano e umas das linhas de ação dirigiu-se a informações
georreferenciadas de escolas e alunos.
Dutra (1998), fez a análise de seu trabalho baseado no estudo de Fonseca & Zuppo
(1996), e tem como objetivo a comparação de algumas medidas, tomadas por órgãos de
ensino da cidade de São Carlos-SP, com outras medidas semelhantes, obtidas por uma
ferramenta capaz de ofertar divisões zonais e alocações mais coerentes dos alunos. Este
trabalho visou definir possíveis arranjos de localização de escolas de primeiro grau, em São
Carlos, e são abordados custos de deslocamentos decorrentes de uma reforma escolar
implementada no estado de São Paulo. Segundo esta reforma, os alunos de ensino
fundamental de primeira à quarta série ficaram separados fisicamente dos demais níveis. Foi
utilizado o SIG como ferramenta capaz de gerar e analisar os custos relacionados com o
desperdício de recursos financeiros. O aspecto mais importante dessa aplicação é que ela foi
14
totalmente desenvolvida em um equipamento de custo relativamente baixo, considerável,
portanto acessível às prefeituras de pequenas e médias cidades.
Dentro do aspecto de roteirização da rede de transporte coletivo urbano, Vieira (1999)
fez o estudo de métodos racionais de roteirização de ônibus urbano para escolha de um
método adequado à aplicação nas grandes cidades brasileiras. Para se conhecer as diferenças
locais em termos de planejamento de itinerários nessas capitais, apresentou-se um
levantamento efetuado junto a 11 órgãos gestores. Foi posteriormente realizada uma
comparação com os procedimentos adotados no Brasil com os procedimentos dos EUA e
Canadá, e escolhe-se o melhor método baseado nos critérios existentes na literatura. O
objetivo foi alcançado e o método escolhido pode ser aplicado, com algumas modificações
pertinentes na coleta de dados. Esperou-se que a pesquisa contribuísse para divulgação das
técnicas de roteirização baseadas em modelos matemáticos de modo a auxiliar o especialista
na: alteração e/ou concepção de rotas; e na completa reformulação dos sistemas de transportes
público.
Moura (2001), realizou um trabalho com o objetivo de desenvolver uma metodologia
para auxiliar empresas a planejar e otimizar as rotas de veículos que realizam a distribuição de
mercadorias. Para auxiliar nessas operações, os SIG’s são uma poderosa ferramenta, por
oferecerem recursos para visualização do sistema viário e dos pontos de atendimento. Para
atingir os objetivos propostos pela autora, foi necessário criar uma base de dados para o
sistema viário de Viçosa-MG, que representa as características espaciais da superfície e os
dados descritos relacionados aos elementos geográficos. Para maiores detalhes sobre o tipo de
informação e a origem dos dados geográficos descritos no banco de dados podem ser obtidos
em Moura(2001).
Moura (2001) avaliou o potencial do SIG como instrumento para otimizar rotas de
entregas de mercadorias, desenvolvendo um estudo de caso nessas rotas percorridas pela
empresa responsável em fazer as entregas de mercadorias de um supermercado selecionado.
Tendo como base a rede do sistema viário, as rotas foram geradas, possibilitando a
localização automática dos endereços dos clientes e a visualização das mesmas. A autora
comprovou que a utilização do software Arcview para geração e edição dos arcos da rede é
um recurso eficiente confirmando a sua potencialidade. O uso do recurso de geocodificação
de endereços permitiu maior flexibilidade e rapidez na localização dos endereços dos clientes.
Portanto, a utilização do ArcView é viável para otimização das rotas de entregas de
mercadorias permitindo obter uma redução média de 13% nas rotas estudadas. Para a empresa
responsável pelas entregas e, conseqüentemente, para a população, a redução no percurso dos
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veículos traz uma série de vantagens, dentre elas a de que a redução na quilometragem gera
menores custos e maiores vantagens econômicas para a empresa.
3. Metodologia
A metodologia do presente trabalho consistiu, em primeiro lugar, em fazer uma
revisão bibliográfica referente ao tema proposto. A área de estudo está situada na cidade de
Viçosa-MG, mais especificamente, no transporte coletivo urbano e as suas respectivas rotas.
Desta maneira, o trabalho foi desenvolvido a partir de um levantamento sobre o que há
disponível na literatura referente ao uso de Sistemas de Informações Geográfica no
planejamento do transporte público urbano.
A segunda parte do trabalho constou do desenvolvimento de um exemplo prático em
redes de transporte, utilizando como exemplo a rede de transporte coletivo urbano viçosense.
Baseado no trabalho de Moura (2001), foi feita a modelagem dos dados, utilizando-se o
software Arcview, que é um dos módulos do Sistema de Informações Geográficas (SIG), para
a simulação dessas rotas da rede de transporte.
Mediante a utilização do Arcview, realizou-se a edição do arquivo digital com os
arruamentos, ao que se seguiu a derivação das linhas de centro para a representação das ruas
sob a forma de arcos simples e, assim, gerou-se a rede do sistema viário.
Complementando o banco de dados, foram inseridos os dados alfanuméricos (nomes
dos logradouros, bairros, numeração das edificações etc.) referentes a esses arcos, utilizando a
técnica de geocodificação de endereços para sua identificação automática. Em razão de
algumas ruas não apresentarem uma seqüência na numeração das edificações, foi necessário
realizar uma segmentação nos arcos dessas ruas, para que a localização dos endereços fosse
mais precisa.
Posteriormente foi efetuado um levantamento das escolas municipais e estaduais,
localizando-as geograficamente usando um GPS para obtenção de suas respectivas
coordenadas. A próxima etapa foi a inclusão no banco de dados dos pontos, representando as
escolas no município, por meio de suas coordenadas geográficas e, conseqüentemente, a
localização espacial de cada ponto.
Localizadas as escolas, realizou-se a simulação no Arcview de uma linha de ônibus
saindo da garagem da empresa União, passando em todas as escolas e retornando à origem ou
ponto de partida que é a garagem da empresa. Para isso, foi utilizado o módulo Network
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Analyst e dentro deste a ferramenta route, gerando os resultados que serão demonstrados a
seguir.
4. Resultados
Demonstrando o conhecimento adquirido através da revisão bibliográfica deste
trabalho, realizou-se uma simples análise prática no software Arcview.
Através do banco de dados previamente montado da rede viária do município de
Viçosa-MG com os pontos marcados onde se localizam as escolas, fez-se a simulação de uma
linha de ônibus que passasse em todas as escolas, municipais e estaduais. A figura 1 mostra a
rede viária com as escolas e a figura 2 mostra a rota traçada. A descrição dessas rotas
encontra-se em anexo, destacando que a rota do menor caminho obtida tem exatamente
39301.63 m.
17
18
19
5. Conclusão
Os estudos analisados até o momento mostraram que os SIG’s constituem ferramentas
extremamente úteis no planejamento de rotas de veículos, pois combinam a utilização de
dados espaciais e algoritmos apropriados de otimização e simulação.
No entanto, é preciso criar um banco de dados bem consolidado, isto é, fazer a coleta
dos dados geográficos e alfanuméricos e, assim, estruturar o banco adequadamente, ou seja,
conforme o tipo de aplicação.
Essa foi a maior dificuldade encontrada no presente trabalho, pois o banco de dados
utilizado foi cedido pelo professor Carlos Ribeiro através da tese de mestrado de Moura
(2001) e não possui a modelagem adequada para a análise de redes. Assim, a análise prática
efetuada foi mais trabalhosa e limitada e por isso demandou um tempo maior do que o
esperado.
Contudo o objetivo principal foi alcançado, com a revisão bibliográfica, percebendo
que as aplicações práticas realizadas pelos principais grupos de pesquisa envolvidos mostram
o enorme potencial e importância que os SIG’s possuem no planejamento de transportes. O
exemplo de aplicação descrito nos resultados do presente trabalho demonstra somente uma
das inúmeras análises que podem ser feitas nesse planejamento.
20
6. Referências Bibliográficas
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22
7. Anexos
As rotas estão descritas abaixo:
Começando na garagem da viação União percorrendo 2128.71 m, virando à direita, passando
sequencialmente pela BR 120 e pelas ruas Dom João VI e Cristóvão Colombo até o ponto 23
(escola).
Saindo do ponto 23 percorrendo 3912.89 m, virando à direita, passando sequencialmente
pelas ruas Cristóvão Colombo, Santo Antônio, Tiradentes, BR 120, José Medina, Marechal
Castelo Branco, José Medina, Joaquim Lopes de Farias, Luiz Bhering, Joaquim Lopes de
Farias até o ponto 24.
Saindo do ponto 25 percorrendo 1384.08 m virando à esquerda, passando equencialmente
pelas ruas Luiz Bhering, Joaquim Lopes de Farias, Jacob Lopes de Castro, Passos, Conego
Modesto, Juventino Alencar, Anita Chequer, Raimundo da Paixão, Maria Castro Silva
e Manoelita da Silva até o ponto 30.
Saindo do ponto 30 percorrendo 1627.97 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Manoelita da Silva, Maria de Castro Silva, Drummond, Raimundo da Paixão,
Eurico Marangoni, N, Aimorés, Guarani, Guararapes,Tupis, Guararapes, Arabias, JK, Levino
Coelho, JK, João Valadares, Nhanha Simonini até o ponto 5.
Saindo do ponto 5 percorrendo 475.03 m virando à esquerda, passando sequencialmente pelas
ruas Nhanha Simonini, JK, Capitão Arnaldo, Doutor Felicíssimo até o ponto 6.
Saindo do ponto 6 percorrendo 3515.06 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Doutor Felicíssimo, Capitão Arnaldo, JK, Vicentina Quintão de Barros, Maria
Marciano Pinheiro, Marinez Alves Torres, Cirilo da Paixão, General Maurão Filho, Antonio
Forte dos Santos, Joaquim Nogueira, Maria Francisca Amorim, Geraldo Rodrigues da Cunha,
Assad Nazar, Agenor Pires Dantas, Claudio José Manoel da Rocha, Ricardo Alves da Silva,
Antonio Julio, Gilberto Melo, Francisco Santos Filho, Luciana Monteiro Fonseca até o ponto
3.
Saindo do ponto 3 percorrendo 1515.59 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Luciana Monteiro Fonseca, Francisco Santos Filho, Gilberto Melo, Antonio
Julio,Ricardo Alves da Silva, Claudio José Manoel da Rocha, Agenor Pires Dantas, Assad
Nazar, Geraldo Rodrigues da Cunha, Maria Francisca Amorim, Joaquim Nogueira, Antonio
Fortes dos Santos,General Maurão Filho, Antonio Valerio Pinheiro até o ponto 4.
Saindo do ponto 4 percorrendo 1251.93 m virando à esquerda, passando seqüencialmente
pelas ruas Antonio Valerio Pinheiro, Cirilo da Paixão, Marinez Alvez Torres, Maria Marciano
Pinheiro, Vicentina Quintão de Barros, Vinicius de Moraes, Castro Alves até o ponto 2.
23
Saindo do ponto 2 percorrendo 160.85 m virando à esquerda, passando sequencialmente pelas
ruas Castro Alves, Vinicius de Moraes e Eça de Queiroz até o ponto 1.
Saindo do ponto 1 percorrendo 187.34 m virando à esquerda, passando sequencialmente pelas
ruas Eça de Queiroz, Vinicius de Moraes e Brasilia até o ponto 7.
Saindo do ponto 7 percorrendo 1155.85 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Brasilia, Vinicius de Moraes, Nagib Balut, Olivia de Castro Almeida, Irmã
Francisca, Santa Luzia, Gomes Barbosa até o ponto 16.
Saindo do ponto 16 percorrendo 76.74 m virando à direita, passando sequencialmente pela rua
Nossa Senhora das Graças até o ponto 12.
Saindo do ponto 12 percorrendo 886.20 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Nossa Senhora, Irmã Francisca, Gomes Barbosa, Nossa Senhora das Graças,
Manoel Clemente e Geraldo Ribeiro até o ponto 9.
Saindo do ponto 9 percorrendo 755.47 m virando à direita, passando sequencialmente pelas
ruas Geraldo Ribeiro, Manoel Clemente, Nossa Senhora, Gomes Barbosa, Conceição, Moacir
Dias até o ponto 8.
Saindo do ponto 8 percorrendo 1209.17 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Moacir Dias Andrade, José Santana, Antonio Cesario Fialho, Maria das Neves
Jesus,Olivia de Castro Almeida, Doutor Francisco Machado, Purdue, Santa Rita até o ponto
10.
Saindo do ponto 10 percorrendo 1039.39 m virando à direita, passando sequencialmente pelas
ruas Santa Rita, Francisco Gouveia, Gomes Barbosa, Padre Serafim, Pintinho até o ponto 15.
Saindo do ponto 15 percorrendo 2612.95 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Pintinho, Padre Serafim, Vereador José Valentino Cruz, UFV até o ponto 29.
Saindo do ponto 29 percorrendo 2526.03 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas UFV, PH Rolfs, Rosario, Senador Vaz de Melo, Silviano Brandão, Vigílio Val até
o ponto 27.
Saindo do ponto 27 percorrendo 824.37 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Virgílio Val, Tenente Kumel, Doutor Brito, Dona Gertrudes, Passos até o ponto 28.
24
Saindo do ponto 28 percorrendo 224.62 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas dos Passos e Doutor Brito até o ponto 26.
Saindo do ponto 26 percorrendo 1101.50 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Doutor Brito, dos Passos, Benevuto Saraiva, Dom Silvério A, Dom Silvério e Padre
Antonio Pinto até o ponto 17.
Saindo do ponto 17 percorrendo 2200.22 m virando à direita, passando sequencialmente pelas
ruas Padre Antonio Pinto, Dom Silvério, Francisco de Souza Fontes e José Edmar Amaral até
o ponto 20.
Saindo do ponto 20 percorrendo 2651.37 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Santos Dumond, Sebastião Maria, Conselheiro Lafaiete, José Mendes dos Santos,
Contorno, São Francisco e Santo André até o ponto 21.
Saindo do ponto 21 percorrendo 2699.87 m virando à esquerda, passando sequencialmente
pelas ruas Santo André, São Francisco, Contorno, Jacob Lopes de Castro e Gumercindo
Iglesias até o ponto 22.
Saindo do ponto 22 percorrendo 244.59 m virando à direita, passando sequencialmente pela
rua José Lustosa voltando à garagem da viação União.
Total da distância percorrida: 39301.63 m
25