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