BR102018011744B1

BR102018011744B1 - Método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia, e, meio de armazenamento em memória

Info

Publication number: BR102018011744B1
Application number: BR102018011744-0A
Authority: BR
Inventors: Nikolas Jorge Santiago Carneiro; Jorge Manuel Filipe Dos Santos; Sérgio Ivan Viademonte Da Rosa; Cleidson Ronald Botelho De Souza; José Aroudo Mota
Original assignee: Vale S.A
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2023-01-10
Also published as: US20190375440A1; BR102018011744A2; CA3044711A1

Abstract

A presente invenção se refere a um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia compreendendo as etapas de: definir nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn) e nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn) dentro de uma zona de influência; gerar um grafo compreendendo os nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), os nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn), os nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn) e um conjuntos de arestas, em que essas arestas conectam os nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), os nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn) e os nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn); gerar uma componente conexa a partir dos nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), dos nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn) e dos nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn); e obter um vetor compreendendo os nós de passagem de nível (PN1, PN2, PNn) em ordem decrescente do valor atribuído a cada nó de passagem de nível. A presente invenção também se refere (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção está relacionada ao campo de segurança de tráfego ferroviário. Mais especificamente, a presente invenção trata de um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia e de um meio de armazenamento em memória.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Os fluxos de cruzamento ao longo de uma ferrovia nem sempre correspondem às interseções formalmente reconhecidas pelas instituições que operam o sistema viário. Em algumas situações, pontos de travessia alternativos podem ser estabelecidos por populações que residem ao longo de ferrovias. Isto é especialmente importante em regiões de baixo desenvolvimento humano, onde a vulnerabilidade socioeconômica se reflete nas interações entre a vida cotidiana da população e as operações do sistema ferroviário.

[0003] Em regiões menos desenvolvidas, como regiões periféricas de centros urbanos, os fluxos diários de cruzamento de ferrovia ocorrem através do sistema viário local formal, por exemplo através de passagens de nível estabelecidas pela empresa operadora do sistema, ou informal, como caminhos, trilhas e passagens alternativas.

[0004] No caso das áreas rurais, o padrão disperso da ocupação da terra e as distâncias típicas entre os locais de atividades produtivas e os locais de moradia induzem fluxos cotidianos de indivíduos que são, muitas vezes, realizados por meio de viagens a pé, de bicicleta ou de motocicleta. Parte deste fluxo é ainda composto por rebanhos deslocados diariamente para áreas de pasto ou de dessedentação. Os fluxos implicam no deslocamento de cargas e eventualmente ocorre em veículos tracionados por animais.

[0005] É neste contexto em que as travessias de indivíduos por linhas férreas se efetuam. Tais deslocamentos são substancialmente realizados através de interseções formais sinalizadas cuja presença define procedimentos específicos de segurança por parte da operação ferroviária como, por exemplo, sinais sonoros, redução de velocidade, cancelas, etc.

[0006] No entanto, parte considerável das travessias de indivíduos que ocorrem nos ambientes descritos acima se realizam através de cruzamentos informais nos quais não há sinalização e, dessa forma, não são devidamente seguras. Cabe ainda ressaltar que travessias, mesmo que realizadas em interseções formais, como passagens de nível, podem resultar em atropelamentos ou em colisões com veículos rodoviários, o que afeta a vida das comunidades e a operação da ferrovia.

[0007] Algumas soluções relacionadas a métodos e sistemas de planejamento de tráfego ferroviário já são encontradas no estado da técnica. Especificamente, Liebchen, C., em “The First Optimized Railway Timetable in Practice” - Transportation Science 42(4), pp. 420-435, 2008, revela um método para otimização de cronogramas de linhas ferroviárias. O método ensinado neste documento se baseia em um modelo de grafos denominado “problema de agendamento de eventos periódicos” e é aplicado ao cronograma das linhas metroviárias de Berlim, de modo a minimizar os custos de operação e otimizar o nível de qualidade.

[0008] Carmo, M. R. R., Netto, P. O. B., e Portugal, L. S., em “Uma heurística interativa para geração de caminhos em grafos com restrição de grau: aplicação ao projeto de sistemas metroviários” - Pesquisa Operacional, v.22, n.1, p.9-36, jan a jun de 2002, revelam uma metodologia de projeto de uma rede metroviária através de um modelo de grafos, no qual os vértices são estações unidas por trechos de linhas representados por arestas. Tal heurística de geração de linhas que tem como propósito gerar linhas que minimizem o custo total de construção, procurando caminhos de menor custo entre vértices periféricos.

[0009] Guze, S., em “Graph Theory Approach to Transportation Systems Design and Optimization” - International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, v.8, n.4, 2014, revela parâmetros de teoria de grafos e algoritmos como ferramentas para analisar e otimizar sistemas de transporte, por exemplo redes ferroviárias, aeroportos, portos e sistemas de geração, transmissão e distribuição de eletricidade. Procedimentos para encontrar a árvore geradora mínima em grafos, como os algoritmos de Kruskal e de Prim, são mostrados.

[00010] US9260123 (B2) mostra um sistema e um método para determinar a posição de uma locomotiva. Para tal determinação, o controlador revelado por este documento utiliza um algoritmo de Prim para determinar a árvore geradora mínima de um grafo que especifica a ordem das locomotivas em um conjunto de locomotivas.

[00011] Dessa forma, surge a necessidade de um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia que leve em consideração os locais de travessias formais e informais e os fluxos de pessoas por estes locais.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[00012] O objetivo da presente invenção é prover um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia que considere os locais de permanência, os locais de atividades cotidianas e as passagens de nível para a identificação de tais fluxos.

[00013] Outro objetivo da presente invenção é prover um meio de armazenamento em memória que compreende instruções executáveis por computador que implementam um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia que considere os locais de permanência, os locais de atividades cotidianas e as passagens de nível para a identificação de tais fluxos.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[00014] A presente invenção se refere a um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia compreendendo as etapas de: - definir nós de locais de permanência, nós de locais de atividades cotidianas e nós de passagens de nível dentro de uma zona de influência; - gerar um grafo compreendendo os nós de locais de permanência, os nós de locais de atividades cotidianas, os nós de passagens de nível e um conjunto de arestas, em que essas arestas conectam os nós de locais de permanência, os nós de locais de atividades cotidianas e os nós de passagens de nível; - gerar uma componente conexa contendo nós de locais de permanência, nós de locais de atividades cotidianas e nós de passagens de nível, em que gerar uma componente conexa compreende: a) definir aleatoriamente um dos nós de passagem de nível como raiz de uma árvore geradora máxima e adicionar este nó de passagem de nível à componente conexa; b) selecionar a aresta do grafo que não esteja na componente conexa, que tenha maior fluxo e seja conectada a qualquer um dos nós adicionados na componente conexa desde que esta aresta: b.1) conecte a um nó que ainda não está na componente conexa e b.2) não esteja conectada a um nó de passagem de nível que não o definido no item a); c) incluir a aresta definida no item b) na componente conexa; d) incluir o nó do item b.1) na componente conexa; e) repetir as etapas b), c) e d) até que todos os nós alcançáveis do grafo estejam incluídos na componente conexa; f) somar o valor dos fluxos de todas as arestas da árvore geradora máxima formada a partir do nó de passagem de nível raiz e atribuir esse valor ao nó de passagem de nível; e g) repetir as etapas a) a f) para todos os nós de passagem de nível; - obter um vetor compreendendo os nós de passagem de nível em ordem decrescente do valor atribuído a cada nó de passagem de nível. A presente invenção também se refere a um meio de armazenamento em memória que compreende instruções executáveis por computador para implementar um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[00015] A invenção será descrita a seguir, fazendo-se referência aos desenhos anexos, dados a título de exemplo de possíveis formas de realização do método em questão: Figura 1 - Exemplo de grafo compreendendo locais de permanência, locais de atividades cotidianas e passagens de nível identificados e arestas valoradas de acordo o fluxo de indivíduos; Figura 2 - Outro exemplo de grafo compreendendo locais de permanência, locais de atividades cotidianas e passagens de nível identificados e arestas valoradas de acordo o fluxo de indivíduos; Figura 3 - Exemplo de geração de uma árvore geradora para uma primeira passagem de nível; Figura 4 - Exemplo de geração de uma arvore geradora para uma segunda passagem de nível; Figura 5 - Fluxograma ilustrando um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia.

[00016] As figuras são ilustrativas. O número de locais de permanência, locais de atividades cotidianas e passagens de níveis utilizados no método da presente invenção não são limitados às quantidades descritas nas figuras. O método aplica-se a qualquer quantidade de nodos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00017] A descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção, aplicada a um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia e a um meio de armazenamento em memória.

[00018] A presente invenção apresenta um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia compreendendo as etapas de: - definir nós de locais de permanência, nós de locais de atividades cotidianas e nós de passagens de nível dentro de uma zona de influência; - gerar um grafo compreendendo os nós de locais de permanência, os nós de locais de atividades cotidianas, os nós de passagens de nível e um conjunto de arestas, em que essas arestas conectam os nós de locais de permanência, os nós de locais de atividades cotidianas e os nós de passagens de nível; - gerar uma componente conexa contendo nós de locais de permanência, nós de locais de atividades cotidianas e nós de passagens de nível, em que gerar uma componente conexa compreende: a) definir aleatoriamente um dos nós de passagem de nível como raiz de uma árvore geradora máxima e adicionar este nó de passagem de nível à componente conexa; b) selecionar a aresta do grafo que não esteja na componente conexa, que tenha maior fluxo e seja conectada a qualquer um dos nós adicionados na componente conexa desde que esta aresta: b.1) conecte a um nó que ainda não está na componente conexa e b.2) não esteja conectada a um nó de passagem de nível que não o definido no item a); c) incluir a aresta definida no item b) na componente conexa; d) incluir o nó do item b.1) na componente conexa; e) repetir as etapas b), c) e d) até que todos os nós do grafo estejam incluídos na componente conexa; f) somar o valor dos fluxos de todas as arestas da árvore geradora máxima formada a partir do nó de passagem de nível raiz e atribuir esse valor ao nó de passagem de nível; e g) repetir as etapas a) a f) para todos os nós de passagem de nível; - obter um vetor compreendendo os nós de passagem de nível em ordem decrescente do valor atribuído a cada nó de passagem de nível.

[00019] A presente invenção também se refere a um meio de armazenamento em memória que compreende instruções executáveis por computador para implementar um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia. As instruções executáveis por computador podem ser implementadas de várias maneiras, incluindo o uso de linguagens de programação como Java, C++, Python, Swift, entre outras.

[00020] O método da presente invenção pode ser implementado em qualquer tipo de configuração de hardware, sistema operacional, e linguagem de programação, considerando o tamanho do problema a ser resolvido, e não ao método propriamente dito (por tamanho do problema, entende-se a quantidade de locais de atividades cotidianas, locais de permanência e passagens de nível, numa concretização especifica). Por exemplo, o método pode ser implementado em configurações de hardware como Macbook Pro (sistema operacional OS X, processador 3.5 GHz Intel Xeon E5, memória 64 GB 1866 MHz RAM), iPad Pro 9,7”, 32 GBytes RAM, desktop ou notebook (sistema operacional Windows V8 ou mais recente, memória 4GB RAM, HD; ou sistema operacional Linux, memória 4GB RAM), entre outras.

[00021] As etapas do método da presente invenção serão descritas abaixo.

Definição de locais de permanência, locais de atividades cotidianas e passagens de nível no entorno do traçado da ferrovia

[00022] Os fluxos de cruzamentos da presente invenção são gerados através da circulação de indivíduos entre locais de permanência, como residências, edifícios de hospedagem e alojamentos, e locais de atividades cotidianas, que são lugares onde tais indivíduos realizam atividades como trabalho, estudo, convivência e comércio, e as passagens de nível da linha ferroviária são todas as travessias da ferrovia, tanto aquelas formalmente estabelecidas, quanto as informais.

[00023] Preferencialmente, a identificação dos fluxos de cruzamento na presente invenção é feita a partir de informações geográficas, como coordenadas geográficas, ou seja, latitude e longitude, ou endereço dos locais de permanência e dos locais de atividades cotidianas. As passagens de nível também são identificadas na presente invenção a partir de informações geográficas, como suas coordenadas geográficas, ou a posição, por exemplo em quilômetros, em que tais passagens estão na dispostas na linha férrea.

[00024] De modo a delimitar a zona de influência, ou seja, a região geográfica de interesse, que compreende uma ferrovia e as comunidades ao redor desta, é necessário definir para cada comunidade as áreas nas quais existam locais de permanência e de atividades cotidianas suscetíveis de gerar fluxos transversais de indivíduos e/ou mercadorias. Esta zona de influência será a zona para a qual os fluxos de cruzamento serão identificados.

[00025] Preferencialmente, os dados dos locais de permanência, os dados dos locais de atividades cotidianas e os dados de passagens de nível são definidos por um usuário do sistema, com base na posição geográfica destes. Alternativamente, locais de permanência próximos podem ser tratados como um único local de permanência, se a locomoção entre tais locais de permanência não seja custosa em relação à ferrovia. Em outra concretização alternativa da presente invenção, os dados dos locais de permanência, os dados dos locais de atividades cotidianas e os dados de passagens de nível são informados automaticamente ao sistema proposto através de consultas a bases de dados existentes, operações de sensoriamento remoto, de análise de imagens, entre outras possibilidades.

[00026] Alternativamente, podem ser definidas áreas de inserção local da comunidade que incluam os locais de permanência atrelados a essa comunidade e os locais de atividades cotidianas na vizinhança dela, onde as pessoas acedam normalmente, sem necessidade de usar transporte. Uma zona de influência socioeconômica direta também pode ser definida e contém as instituições fora da vizinhança da comunidade em questão que atraiam um número significativo de indivíduos de tal comunidade. Exemplos dessas instituições são fábricas, comércios, escolas, igrejas, fazendas, entre outros. Adicionalmente, diversas zonas de influência socioeconômica direta diferentes podem ser definidas na presente invenção. Preferencialmente, a determinação destas zonas de influência socioeconômica direta será realizada por um usuário do sistema.

Geração do grafo representando a rede de fluxos de cruzamentos

[00027] O método da presente invenção provê a geração de um grafo para representar a rede de fluxos de cruzamentos através de uma ferrovia. Preferencialmente, tal grafo pode considerar trechos em que a linha férrea é dupla, tripla, bem como outros dados de cada trecho tais como, frequência de passagem, velocidade do veículo ferroviário, entre outros.

[00028] A Figura 1 ilustra um grafo esquemático, em que cada local de permanência LP1, LP2, LP3, LPn ou cada local de atividade cotidiana LAC1, LAC2, LAC3, LACn é representado por um nó respectivo deste grafo. A Figura 1 também ilustra que o método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia da presente invenção não é limitado a uma quantidade específica de locais de permanência, locais de atividade cotidiana e passagens de nível. Os índices dos elementos variam no intervalo [1,...,n], onde n é o número máximo de elementos. As linhas tracejadas, que ligam os nós com índices n, também indicam a existência de outros elementos (locais de permanência, locais de atividade cotidiana e passagens de nível).

[00029] Alternativamente, nas situações em que os locais de permanência LP1, LP2, LP3, LPn compreendem, por exemplo, por uma aglomeração de edifícios, o centro geométrico do polígono envolvente pode ser utilizado para representar esse local de permanência através de um único nó. De forma análoga, os locais de atividade cotidiana LAC1, LAC2, LAC3, LACn são representados por nós. Adicionalmente, um único nó de local de atividade cotidiana LAC1, LAC2, LAC3, LACn pode representar uma escola, um hospital, ou mesmo um bairro.

[00030] Os nós de locais de permanência LP1, LP2, LP3, LPn e nós de locais de atividade cotidiana LAC1, LAC2, LAC3, LACn são agrupados em dois conjuntos disjuntos obtidos por um corte no grafo, determinado pelo contorno da ferrovia, ou seja, assumindo uma orientação para a ferrovia, partindo de um ponto inicial até um final. Um primeiro conjunto disjunto compreende um grupo misto de nós formado por nós de local de permanência e nós de local de atividade cotidiana posicionados do lado esquerdo E da ferrovia enquanto o um segundo conjunto disjunto compreende um grupo misto dos nós posicionados do lado direito D da ferrovia. Nesta concretização, os nós são marcados com o conjunto disjunto (ao lado) a qual pertencem.

[00031] As passagens de níveis PN1, PN2, PNn também são modeladas como nós do grafo. Os nós de passagem de nível PN1, PN2, PNn formam um terceiro conjunto disjunto em que tais nós são posicionados sobre a ferrovia.

[00032] O grafo gerado na presente invenção também compreende arestas que representam as diferentes vias de acesso entre os locais de permanência LP1, LP2, LP3, LPn e os locais de atividades cotidianas LAC1, LAC2, LAC3, LACn. Assim, preferencialmente, em uma dada zona de influência será criada uma aresta de cada nó de local de permanência LP1, LP2, LP3, LPn para cada nó de local de atividade cotidiana LAC1, LAC2, LAC3, LACn, ou mesmo entre nós de local de permanência ou entre nós de atividade cotidiana, onde estes fluxos forem de alguma influencia para a travessia da ferrovia, respeitando as vias de acesso existentes. Estas vias de acesso podem ser formais como estradas, rodovias e ruas, ou informais, como trilhas e outros caminhos alternativos criados pelos indivíduos residentes nas comunidades do entorno da ferrovia.

[00033] Em uma concretização preferencial, se um nó de local de permanência e um nó de local de atividade cotidiana estão do mesmo lado da ferrovia, então, uma aresta conecta esses dois nós. Caso um nó de local de permanência e um nó de local de atividade cotidiana estejam em lados diferentes da ferrovia, então são criadas duas arestas diferentes sendo que cada uma destas arestas deve ligar os locais de permanência e os locais de atividades cotidianas às passagens de nível existentes na zona de influência em questão. As arestas criadas devem, de preferência, conectar os nós respeitando as vias de acesso existentes. Desta forma, as arestas visam modelar os fluxos de pessoas em trânsito de suas residências para seus trabalhos, escolas, hospitais, etc. As arestas do grafo não serão direcionadas.

[00034] O grafo da presente invenção, utilizado para a modelagem da zona de influência, é, preferencialmente, um grafo conexo, não-direcionado e valorado, cujos nós são divididos em dois conjuntos por um corte que é definido pelo traçado da ferrovia. Cada nó de local de permanência LP1, LP2, LP3, LPn, ou cada nó de local de atividade cotidiana LAC1, LAC2, LAC3, LACn, pode possuir um valor associado. Em uma concretização preferencial, este valor é informado por um usuário do sistema. Alternativamente, este valor pode ser computado automaticamente pelo sistema da presente invenção. Este valor associado a cada nó de local de permanência ou de atividade cotidiana pode representar a população que usa os respectivos locais de permanência ou de atividade cotidiana. Por exemplo, o valor de cada nó de local de permanência pode representar o número de moradores de um determinado bairro ou o número de leitos de um determinado hospital, no caso de um local de atividade cotidiana. Este valor é único para cada nó e, alternativamente, pode ser computado através de uma função que leve diversos parâmetros dos locais de permanência ou dos locais de atividade cotidiana em consideração. Exemplos de parâmetros que podem ser usados incluem número de moradores, número de leitos, IDH médio, renda média, escolaridade média, taxa média de alcoolismo, etc. Em concretizações alternativas da presente invenção, o método compreende diferentes equações e parâmetros de cálculo deste valor atribuído a cada nó de local de permanência ou de atividade cotidiana.

[00035] As arestas do grafo gerado pela presente invenção representam os caminhos que interligam os nós e os valores destes dizem respeito às informações de fluxo e/ou de distância nesses caminhos e são atribuídos à aresta. Ou seja, preferencialmente, o fluxo de pessoas nesse caminho ou a distância entre dois nós, ou mesmo uma função destas duas informações, representa o peso das arestas. Em uma concretização alternativa da presente invenção, diferentes grafos podem ser gerados. A diferença entre tais grafos é, por exemplo, o peso atribuído às arestas, isto é, os nós e arestas serão os mesmos. Isto permite, por exemplo, modelar diferentes momentos no tempo, como os fluxos matinais, vespertinos e noturnos, que são tipicamente diferentes. Em uma outra concretização alternativa, assume-se que os diferentes fluxos das várias arestas são desconhecidos, considerando-se um fluxo igual para todas as arestas. Geração de uma componente conexa a partir dos nós de locais de permanência, de locais de atividades cotidianas e de passagens de nível

[00036] Após a definição dos valores dos elementos do grafo, leia-se locais de permanência LP1, LP2, LP3, LPn, locais de atividades cotidianas LAC1, LAC2, LAC3, LACn e arestas, deve-se identificar qual passagem de nível PN1, PN2, PNn é aquela que possui maior fluxo potencial para travessias. Além disso, é possível também avaliar e descobrir qual a melhor estrutura de caminhos que utilizam a passagem de nível PN1, PN2, PNn de maior fluxo potencial para, por exemplo, propor ações nesta passagem de nível ou nos caminhos a ela associados de forma a melhorar a segurança daquela travessia. Para tal, o método da presente invenção compreende a geração de uma componente conexa, no intuito de gerar uma árvore geradora. Preferencialmente, o algoritmo de Kruskal ou algoritmo de Kruskal adaptado para selecionar arestas de maior valor é utilizado para a geração da árvore geradora.

[00037] Especificamente, para cada passagem de nível PN1, PN2, PNn é gerada uma árvore geradora considerando cada passagem de nível PN1, PN2, PNn como raiz, ou ponto de partida, da árvore geradora e as arestas de cada lado do corte da ferrovia que se conectem às demais passagens de nível são ignoradas.

[00038] As Figuras 2, 3 e 4 mostram um exemplo de concretização em que o grafo compreende duas passagens de nível PN1, PN2, três locais de atividades cotidianas LAC1, LAC2, LAC3 e três locais de permanência LP1, LP2, LP3. Em outras palavras, nas Figuras 2, 3 e 4, são ilustrados os índices de 1 a 3 para os locais de atividades cotidianas e de permanência e os índices 1 e 2 para as passagens de nível, representando as quantidades de elementos nesta concretização específica.

[00039] A Figura 3 ilustra a geração de uma árvore geradora para uma primeira passagem de nível PN1 e a Figura 4 ilustra a geração de uma árvore geradora para uma segunda passagem de nível PN2. Dessa forma, esta árvore geradora indica as vias que conectam todos os nós alcançáveis daquele lado da ferrovia à passagem de nível de maior fluxo potencial, baseado nos caminhos mais populares, de acordo com a métrica utilizada na valoração das arestas. Adicionalmente, esse procedimento é realizado para as demais passagens de nível da zona de influência em questão, o que permite comparar tais passagens de nível em relação a qual delas atende de forma mais satisfatória às necessidades dos indivíduos que atravessam a ferrovia.

[00040] Alternativamente, o valor de fluxo de cada uma das arestas é definido pelo valor de fluxo médio de indivíduos entre dois nós.

Classificação dos Cruzamentos em Prioridades

[00041] Na presente invenção, os valores atribuídos para cada passagem de nível PN1, PN2, PNn, representam o fluxo associado à cada uma dessas passagens de nível, do qual pode relacionar a um risco associado aquela PN. Preferencialmente, esse risco considera as características relevantes de cada passagem de nível, como por exemplo a presença de um trecho da ferrovia duplicado ou mesmo triplicado, e outros fatores que possam afetar o risco de cada passagem de nível, como visibilidade reduzida, área de estacionamento do trem e sensibilidade climática (chuva, gelo, etc).

[00042] A partir da soma dos valores das arestas de cada árvore geradora atribui-se um valor para cada passagem de nível PN1, PN2, PNn, em que o maior valor indica a passagem de nível com maior fluxo potencial e, consequentemente, de maior prioridade.

[00043] Nesse sentido, o método da presente invenção compreende a obtenção de um vetor incluindo os nós de passagem de nível PN1, PN2, PNn, dispostos em ordem decrescente do valor atribuído a cada passagem de nível, em que a primeira passagem de nível deste vetor, bem como os caminhos que integram sua árvore geradora, possuem uma maior prioridade, seja em investimentos novos, reparos, etc. em relação a segunda, que por sua vez deverá ser priorizada em relação a terceira e assim consecutivamente.

[00044] A Figura 5 ilustra a priorização de fluxos de cruzamento de uma ferrovia. Uma zona de influência compreendendo locais de permanência, locais de atividades cotidianas e passagens de nível é definida. Um grafo compreendendo arestas que conectam os locais de permanência, os locais de atividades cotidianas e as passagens de nível é gerado. As arestas são valoradas, por exemplo através do valor do fluxo estimado de pessoas que utilizam o caminho representado por cada aresta. Uma componente convexa é gerada e os nós de passagens de nível são ordenados em ordem decrescente, sendo a primeira passagem de nível aquela de maior prioridade e a última passagem de nível aquela de menor prioridade.

[00045] Assim, a presente invenção soluciona o problema técnico de priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia. Para tal, a presente invenção apresenta um método que modela a ferrovia e seus arredores através de grafos e que quantifica uma relação de prioridade das passagens de nível, associada a uma variável de interesse, como o fluxo de pessoas.

[00046] Além disso, a presente invenção tem como vantagem considerar as peculiaridades de cada zona de interesse na priorização das passagens de nível nestas zonas. Isso possibilita a realização de um planejamento do sistema viário que atenda às necessidades dos indivíduos que convivem em áreas próximas à ferrovia.

[00047] Reforça-se ainda o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas. Além disso, a presente invenção não é limitada a qualquer linguagem de programação, nem a qualquer configuração especifica de hardware.

Claims

1. Método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia que compreende as etapas de: - definir nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn) e nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn) dentro de uma zona de influência; - gerar um grafo compreendendo os nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), os nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn), os nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn) e um conjunto de arestas, em que essas arestas conectam os nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), os nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn) e os nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn); - gerar uma componente conexa contendo nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn) e nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn), caracterizado pelo fato de que gerar uma componente conexa compreende: a) definir aleatoriamente um dos nós de passagem de nível (PN1, PN2, PNn) como raiz de uma árvore geradora máxima e adicionar este nó de passagem de nível à componente conexa; b) selecionar a aresta do grafo que não esteja na componente conexa, que tenha maior fluxo e seja conectada a qualquer um dos nós adicionados na componente conexa desde que esta aresta: b.1) conecte a um nó que ainda não está na componente conexa e b.2) não esteja conectada a um nó de passagem de nível que não o definido no item a); c) incluir a aresta definida no item b) na componente conexa; d) incluir o nó do item b.1) na componente conexa; e) repetir as etapas b), c) e d) até que todos os nós alcançáveis do grafo estejam incluídos na componente conexa; f) somar o valor dos fluxos de todas as arestas da árvore geradora máxima formada a partir do nó de passagem de nível raiz e atribuir esse valor ao nó de passagem de nível; e g) repetir as etapas a) a f) para todos os nós de passagem de nível (PN1, PN2, PNn); - obter um vetor compreendendo os nós de passagem de nível (PN1, PN2, PNn) em ordem decrescente do valor atribuído a cada nó de passagem de nível.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), os nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn) e os nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn) são definidos a partir de coordenadas geográficas ou informações cartográficas.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a definição dos nós de locais de permanência (LP1, LP2, LP3, LPn), dos nós de locais de atividades cotidianas (LAC1, LAC2, LAC3, LACn) e dos nós de passagens de nível (PN1, PN2, PNn) inclui informações de sensoriamento remoto, de análise de imagens e de consulta a bases de dados.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o valor de fluxo de cada uma das arestas é definido pelo valor de fluxo médio de indivíduos entre dois nós.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a árvore geradora máxima é determinada através de um algoritmo de Kruskal ou um algoritmo de Kruskal adaptado.

6. Meio de armazenamento em memória caracterizado pelo fato de que compreende instruções executáveis por computador para implementar um método para priorizar fluxos de cruzamento de uma ferrovia como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.