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Título: Caminhos mínimos em cidades: padrões e características
Autor(es): Silva, Raul Peixoto da
Orientador(es): Araújo, Ascânio Dias
Palavras-chave: Mobilidade urbana
Centralidade de intermediação
Betweenness centrality
Percursos
Data do documento: 2018
Citação: SILVA, R. P. Caminhos mínimos em cidades: padrões e características. 2018. 59 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: Entender a dinâmica de deslocamento das pessoas em uma cidade é de fundamental importância para que haja um planejamento adequado e eficiente no sentido de trazer melhorias para a população. É fato que a dinâmica de deslocamento da população é regida pela forma como se estabelece a distribuição da população em bairros e também pela forma estrutural da cidade que é desenhada ao longo dos anos durante o seu desenvolvimento. Neste trabalho realizamos um estudo sistemático a cerca dos deslocamentos realizados pelos usuários de aplicativos de GPS em diversas cidades em continentes distintos do nosso planeta. Por meio de uma base dados, extraído do aplicativo Google Maps, analisamos os padrões de deslocamentos considerando vários pontos de origem e destino distribuídos aleatoriamente em regiões estabelecidas previamente de cidades como Boston, Lisboa, Porto, São Francisco, Rio de Janeiro e São Paulo. Nestas cidades, investigamos como são os padrões de deslocamentos entre origens e destinos tendo como base duas primícias básicas: menor distância e menor tempo. Estudamos as distribuições de tempo de trânsito considerando diferentes distâncias entre origem e destino, r=1km, 2km e 3km. Constatamos com base neste estudo, que essas se estabelecem na forma de uma distribuição Log-normal, independente da cidade considerada. Observamos que essas distribuições apresentam mudanças quando a distância entre origem e destino aumentam. Adicionalmente, realizamos um estudo acerca de quais vias são as mais utilizadas, ou seja, calculamos a betweenness centrality para as diferentes cidades tendo como base as rotas definidas entre os pontos escolhidos. Calculamos a distribuição de betweenness centrality para cada cidade, segundo os dois critérios da distância mínima e tempo mínimo e verificamos que as distribuições seguem uma função do tipo lei de potência seguida por um decaimento exponencial. Este comportamento apresentou-se invariante quanto ao critério e quanto a cidade, embora tenha sido observado variações nos valores para os expoentes que controlam o comportamento em lei de potência. Finalizamos o estudo, apresentando uma análise quanto a eficiência das cidades e quanto a orientação de suas ruas que formam a rede da cidade, na tentativa de explicar os padrões nos comportamentos observados para os deslocamentos nessas cidades.
Abstract: Understanding the dynamics of displacement of people in a city it is of fundamental importance for adequate and efficient planning in order to bring improvements to the population. It is a fact that the dynamics of commuters is driven by the way in which the population is spread in the city and also by the structural form of the city that is drawn over the years during its development. In this work, we perform a systematic study about the displacements carried out by users in different cities in different continents of our planet. Using a database, extracted from the Google-Maps application, we analyse the patterns of displacements considering several points of origin and destination randomly distributed in regions of cities such as Boston, Lisbon, Porto, São Francisco, Rio de Janeiro and São Paulo. In those cities, we investigate the patterns of displacements between origins and destinations base on two basic rules: minimal path and shorter time. We studied the distributions of transit time considering different distances between origin and destination, r = 1km, 2km and 3km. From this study, we found that those distributions follow a Log-normal distribution, independent of the city considered. We also found, that those distributions present a change when the distance between origins and destinations considered increases. In addition, we performed a study about which routes are most used, that is, we have calculated the betweenness centrality for the different cities based on the routes defined between the chosen points. We calculate the distribution of betweenness centrality for each city, according to the two criteria of minimum distance and minimum time and we verify that those distributions are power law followed by an exponential decay. This behaviour was invariant in terms of the established criteria and the city, although changes were observed in the power law exponents. We conclude the study, by presenting an analysis about the cities efficiency and the orientation of their streets network, in an attempt to explain the patterns in the behaviour observed for the displacements in those cities.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/37980
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