Análise prospetiva de modelos de transporte e usos do solo

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Diana Furtado Orientador: Mestre Paulo Martins

Anรกlise prospetiva de modelos de transporte e usos do solo


Estrutura de apresentação 

Objetivos

Conceitos fundamentais

Modelo de microssimulação: UrbanSim

Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

2 de 17


Estrutura da apresentação

Objetivos 

Estudo das vantagens e dificuldades da utilização de modelos LUT no planeamento de transportes; Contribuir para uma análise prospetiva do enquadramento necessário ao sucesso da implementação destes modelos.

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Wegener & Fürst (1999)

3 de 17


Conceitos fundamentais

Estrutura da apresentação

Classificação dos modelos Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Adaptado de: Land-Use / Transport Interaction Models TAG Unit 3.1.3 (2005)

Conclusões e perspetivas futuras

4 de 17


Conceitos fundamentais

Estrutura da apresentação

Classificação dos processos de mudança urbanos Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Adaptado de: Simmonds, Waddell, & Wegener (2011)

Conclusões e perspetivas futuras

4 de 17


Conceitos fundamentais

Estrutura da apresentação

Modelos baseados em agentes Objetivos

Modelos de usos do solo baseados nas atividades de cada entidade individual;

Cada agente é modelado como agente individual autónomo (é a unidade de análise); Incorpora na modelação a influência das tomadas de decisão humanas.

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

4 de 17


Conceitos fundamentais

Estrutura da apresentação

Modelos baseados em atividades Objetivos

Conceitos fundamentais

Adaptado de: Ortúzar & Willumsen (2011)

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Adaptado de: Jovicic (2001)

Conclusões e perspetivas futuras

4 de 17


Conceitos fundamentais

Estrutura da apresentação

Modelos de transporte e usos do solo Velocidade de mudança Muito lenta Modelos

Usos Redes

do solo

Adaptado de: Wegener (2004)

Lenta Locais de trabalho

Objetivos

Rápida

Habitação

Emprego

BOYCE

+

CUFM

(+)

+

+

DELTA

(+)

+

+

ILUTE

+

+

IMREL

+

IRPUD

+

ITLUP

+

+

KIM

+

LILT

+

+

+

+

+

MEPLAN

+

+

+

+

+

METROSIM

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Imediata

População

Transporte de mercadorias

Transporte

+

+

+

+

(+)

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

MUSSA

(+)

PECAS

+

+

POLIS

(+)

+

RURBAN

(+) +

+

+

+

+

+ +

+

+

+

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

+ (+) +

+

+

+

(+)

(+)

+

STASA

+

+

+

+

+

+

+

+

TLUMIP

+

+

+

+

+

+

+

+

TRANUS

+

+

+

+

+

+

+

+

TRESIS

+

+

+

+

+

+

(+)

+

+

+

+

(+)

URBANSIM

Conceitos fundamentais

+

Exemplos

(+)

Conclusões e perspetivas futuras

(+) Através da ligação a um modelo de transporte

4 de 17


Conceitos fundamentais

Estrutura da apresentação

Interação modelos de usos do solo – modelos de transporte Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras Adaptado de: Ortúzar & Willumsen (2011)

4 de 17


Modelo de microssimulação: UrbanSim

Estrutura da apresentação

Objetivos 

Desenvolvido no final dos anos 90 por Paul Waddell e a sua equipa da Universidade de Berkeley, no estado da Califórnia; Simula a longo prazo o desenvolvimento das áreas urbanas, incluindo os usos do solo, transportes e impactes ambientais; Através da determinação de dados socioeconómicos e ações dos utilizadores, a aplicação pode criar resultados de simulação urbana ‘realistas’, com diferentes cenários; Avalia o impacto de políticas de usos do solo de forma clara e transparente evitando os modelos black-box.

Fonte: Urban Ecology Research Lab (2013)

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

5 de 17


Modelo de microssimulação: UrbanSim Aplicações existentes

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Base de dados em ArcGIS Online desenvolvida com base na informação de Waddell (2011)

6 de 17


Modelo de microssimulação: UrbanSim Estrutura do modelo UrbanSim

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Waddell et al. (2003)

7 de 17


Modelo de microssimulação: UrbanSim Estruturação de dados

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Adaptado de: Waddell & Borning (2008)

Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Waddell (2011)

8 de 17


Modelo de microssimulação: UrbanSim Estruturação de dados

Objetivos

Lotes

Vantagens

Desvantagens

Zonas

Dados disponíveis através de fontes fiscais e comerciais; Os lotes são reais: são a unidade de solo correspondente à propriedade, subdividida, e desenvolvida; Facilidade na interface entre os planos e zonamento das jurisdições locais e os planos regionais. Dados desorganizados;

Menos dados;

Facilidade no desenvolvimento;

Facilidade no diagnóstico.

Grande armazenamento e processamento de dados; Dificuldade em padronizar todas as jurisdições; O nível de precisão é grande, o que implica que a correta preparação dos dados demore dois ou mais anos.

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

 

Estrutura da apresentação

Resultados do modelo dependem muito da configuração das zonas, os parâmetros são sensíveis a esta mesma configuração;

Exemplos

Facilidade de cair no erro de deduzir o comportamento individual a partir de dados agregados;

Conclusões e perspetivas futuras

Modelos podem ser enviesados por não haver uma escala suficientemente detalhada para contemplar o pormenor das viagens intrazonais.

Adaptado de: Waddell (2011)

8 de 17


Modelo de microssimulação: UrbanSim Modelos implementados

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Sevcikova, Raftery, & Waddell (2007)

9 de 17


Estrutura da apresentação

Modelo de microssimulação: UrbanSim Modelos implementados Modelo

Procedimento

Acessibilidade

Determinístico

Transição económica/ demográfica Mobilidade do emprego/ agregados familiares

Objetivos

Estimativa dos parâmetros de entrada -

Algoritmo baseado na distribuição Fontes externas probabilística Amostragem aleatória

Número de Variáveis parâmetros aleatórias de entrada Não 17

Sim

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Taxas observadas

79

Sim Exemplos

Escolha de localização de emprego/ agregados familiares

Logit multinomial

Preço de solo Desenvolvimento imobiliário

Logit multinomial

332

Regressão hedónica

Regressão hedónica

49

Não

Logit multinomial

Logit multinomial

615

Sim

Sim Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Sevcikova et al. (2007)

9 de 17


Modelo de microssimulação: UrbanSim Interações no espaço urbano

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Waddell & Ulfarsson (2004)

10 de 17


Plataforma de simulação: OPUS

Estrutura da apresentação

Organização da interface gráfica do utilizador

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

11 de 17


Plataforma de simulação: OPUS

Estrutura da apresentação

Organização da interface gráfica do utilizador

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

11 de 17


Plataforma de simulação: OPUS

Estrutura da apresentação

Organização da interface gráfica do utilizador

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

11 de 17


Plataforma de simulação: OPUS

Estrutura da apresentação

Organização da interface gráfica do utilizador

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

11 de 17


Plataforma de simulação: OPUS

Estrutura da apresentação

Organização da interface gráfica do utilizador

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

11 de 17


Plataforma de simulação: OPUS

Estrutura da apresentação

Organização da interface gráfica do utilizador

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

11 de 17


Plataforma de simulação: OPUS

Estrutura da apresentação

1ª Iteração wi

Tipos de modelos

4 8 2 3

4 5 7 5

5 9 4 3

8 9 2 5

T= Yi 83 =W

12 24 6 9

Modelo simples;

12 15 24 15 27 27 21 12 6 15 9 15

Ci 38 34 73 17 2 12 24 34 4 7 45 29

Modelo de afetação;

Conceitos fundamentais 213

40 73 45 65

12 12 15 24 24 15 27 17 2 12 12 6 4 7 9 15

249

Modelo de amostragem;

Objetivos

250

0 0 5 5

0 0 9 8

0 0 0 10 0 0 0 0 37 =T1

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

542

2ª Iteração

Exemplos

Ci remanescente 28 61 30 41 14 19 46 0 0 0 12 28 0 0 36 14

3 5 0 0

3 3 0 0

3 6 3 2

Conclusões e perspetivas futuras

5 0 1 3

329

37 =T2

wi 4 8 0 0

4 5 0 0

5 9 4 3

8 0 2 5

15 15 18 29 29 18 33 17 2 12 15 7 4 7 11 18 57

250 =T

12 de 17


Plataforma de simulação: OPUS Tipos de modelos

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais 

Modelo simples;

Modelo de amostragem;

Modelo de afetação;

Modelo de regressão;

Modelo de escolha;

Modelo de escolha de localização.

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

12 de 17


Plataforma de simulação: OPUS Tipos de modelos

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais

Modelo de escolha hierárquica de localização dos agentes;

Modelo de escolha hierárquica;

Modelo de transição;

Meta-modelo iterativo.

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

12 de 17


Plataforma de simulação: OPUS Indicadores

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais

Calculados para os diferentes cenários que são criados pelo utilizador.

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Solo e desenvolvimento;

Demografia;

Unidades de habitação

Economia;

Edifícios não residenciais

Transportes;

Ambiente.

Lotes de terrenos agrícolas, florestais e espaços abertos

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

13 de 17


Plataforma de simulação: OPUS Indicadores

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais

Calculados para os diferentes cenários que são criados pelo utilizador.

Solo e desenvolvimento;

Demografia;

Economia;

Transportes;

Ambiente.

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Agregados familiares

Conclusões e perspetivas futuras

13 de 17


Plataforma de simulação: OPUS Indicadores

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais

Calculados para os diferentes cenários que são criados pelo utilizador.

Solo e desenvolvimento;

Demografia;

Economia;

Transportes;

Ambiente.

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Emprego

Conclusões e perspetivas futuras

13 de 17


Plataforma de simulação: OPUS Indicadores

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais

Calculados para os diferentes cenários que são criados pelo utilizador.

Solo e desenvolvimento;

Acessibilidade;

Demografia;

Quotas modais;

Economia;

Transportes; 

Ambiente.

Distância percorrida pelos veículos;

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Atrasos devido ao congestionamento.

13 de 17


Plataforma de simulação: OPUS Indicadores

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais

Calculados para os diferentes cenários que são criados pelo utilizador.

Solo e desenvolvimento;

Demografia;

Economia;

Transportes; Ambiente.

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Emissões de gases de efeito de estufa; Poluição atmosférica;

Utilização de energia;

Utilização de água.

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

13 de 17


Estrutura da apresentação

Exemplos

Objetivos

EUA

Estado Oregon

Condado Lane

Eugene-Springfield Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Waddell (2002)

14 de 17


Estrutura da apresentação

Exemplos 137.893 habitantes em Eugene

52.864 habitantes em Springfield

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Waddell (2002)

14 de 17


Estrutura da apresentação

Exemplos

Objetivos

271 Zonas de Análise de Tráfego

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

≈15.000 gridcells 150X150 metros

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

14 de 17


Estrutura da apresentação

Exemplos

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Adaptado de: Waddell (2002)

Conclusões e perspetivas futuras

14 de 17


Estrutura da apresentação

Exemplos

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras Adaptado de: Waddell (2002)

14 de 17


Estrutura da apresentação

Exemplos

Objetivos

Coeficientes de correlação dos valores simulados e observados, para 1994 Média da gridcell com as

Gridcell

Zona

Emprego

0,805

0,865

0,917

População

0,811

0,929

0,919

0,799

0,916

0,927

Área não residencial Unidades habitacionais Valor do solo

Conceitos fundamentais

gridcells adjacentes

Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

0,828

0,927

0,918

0,830

0,925

0,908

Conclusões e perspetivas futuras

Adaptado de: Waddell (2002)

14 de 17


Estrutura da apresentação

Exemplos

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras Adaptado de: Waddell (2002)

14 de 17


Exemplos Geração de indicadores

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

15 de 17


Conclusões e perspetivas futuras Principais conclusões

Estrutura da apresentação

Objetivos

Utilização dos modelos LUT permite otimizar o espaço urbano; Principal desvantagem: quantidade de dados, devido ao nível de desagregação que apresenta; Estruturação e obtenção dos dados de entrada é um processo demorado e trabalhoso.

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Exemplos

Conclusões e perspetivas futuras

16 de 17


Conclusões e perspetivas futuras Perspetivas futuras

Aprofundamento do estudo analítico dos modelos elementares que compõem o UrbanSim; Organização de um levantamento de dados e estruturação dos mesmos numa base de dados para que possam vir a ser carregados na plataforma OPUS;

Estrutura da apresentação

Objetivos

Conceitos fundamentais Modelo de microssimulação: UrbanSim Plataforma de simulação: OPUS

Teste dos primeiros modelos através da plataforma OPUS;

Exemplos

Criação de um modelo da cidade de Lisboa e/ou da AML baseado em UrbanSim e apoiado por um modelo de planeamento de transportes como o Visum ou o MATSim.

Conclusões e perspetivas futuras

16 de 17


Obrigada!

17 de 17


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