Abstract

O transporte ferroviário de passageiros ganha importância estratégica na melhoria do trânsito e qualidade de vida dos grandes centros urbanos, mas no Brasil enfrenta sérios problemas operacionais, como obsolescência da infra-estrutura e invasão da faixa de domínio, comprometendo sua segurança e operacionalidade. O objetivo central deste trabalho é o mapeamento da cobertura do solo ao longo da faixa de domínio de uma linha de trem metropolitano. A área de estudo concentra-se nas adjacências da Linha F de trem metropolitano de São Paulo, operada pela CPTM Companhia Paulista de Trens Metropolitanos, com 38,8 km de extensão, cruzando as zonas central e leste da capital paulista, estendendo-se até outros municípios da Grande São Paulo. A metodologia adotada compreende o uso de imagem de satélite de alta resolução espacial IKONOS II, e técnica de classificação baseada em regiões. Os classificadores por regiões utilizam, além de informação espectral de cada pixel, a informação espacial que envolve a relação entre os pixels e seus vizinhos. Através da interpretação visual, foram identificadas doze classes de coberturas do solo, cujas feições nortearam os parâmetros da segmentação. A imagem segmentada foi então classificada usando o algoritmo de Bhattacharyya e pós-classificada utilizando regras e critérios definidos para cada classe, de acordo com seus atributos e contextualização. O desempenho da classificação final foi avaliado com base no coeficiente Kappa tendo atingido nível aceitável de correspondência. O mapa de cobertura do solo gerado a partir da classificação, demonstra que o entorno da linha é composto, predominantemente, por materiais impermeáveis como asfalto e concreto mas possui presença significativa de elementos naturais como vegetação e água. Desta forma, comprova-se a aplicabilidade de imagem de satélite de alta resolução e técnicas de processamento de imagem como suportes ao planejamento e gerenciamento do entorno da ferrovia. The rail transport of passengers has strategic importance in the traffic and quality of life improvement in the downtowns, but in Brazil it faces serious operational problems such as obsolete infrastructure and invasion of the right of way, compromising its safety and operability. The principal aim of this paper is the mapping of land cover area of metropolitan railway right of way. The study focuses on the outskirts of the Line F metropolitan train in Sao Paulo, operated by CPTM - Companhia Paulista de Trens Metropolitanos, with 38,8 km long, crossing the central and eastern areas of São Paulo, extending to other cities in the Metropolitan Region of Sao Paulo. The methodology includes the use of the high spatial resolution satellite image - IKONOS II, and regions-based classification. The regions-based classifiers use, besides spectral information of each pixel, the spatial information that involves the relationship between the pixels and its neighbours. Through visual interpretation, were identified twelve classes of land covers, which features guided the segmentation parameters. The segmented image was classified using Bhattacharyya distance and post-classified using rules and criteria established for each class, according to their attributes and contextualization. The performance of the final classification was evaluated based on Kappa coefficient, resulting acceptable level of correspondence. The mapping of land cover generated from the classification, shows that the outskirts of the metropolitan railway`s right way is predominantly composed by impermeable materials - such as asphalt and concrete - but has significant presence of natural elements - such as vegetation and water. Thus, is evident the applicability of high spatial resolution satellite image added to classification methods for remotely sensed data for planning and management of the railway right of way.

Abstract

Este trabalho visa identificar, a partir de um levantamento de dados dos fluxos de cargas conteinerizadas e custos operacionais de transporte, os locais mais promissores para a instalação de futuros terminais intermodais de carga rodo-ferroviários, com auxílio de um Sistema de Informações Geográficas (TransCAD), objetivando a redução dos custos e otimização das operações logísticas envolvidas na rede de transportes do estado de São Paulo. Simulações são feitas para a instalação de até dez terminais intermodais rodo-ferroviários em pontos estratégicos do interior do Estado, considerando-se duas condições: a primeira com um terminal existente só em Santos e todos os pontos candidatos escolhidos pelo modelo de localização das p-medianas do TransCAD e, a segunda, considerando-se, além de Santos, os oito terminais intermodais já existentes no Estado. Apresenta-se uma análise dos custos de rede e os mapas temáticos de áreas de influência de cada uma das soluções obtidas pelo modelo. Os resultados são comparados com o trabalho de TONDO (1992). Conclui-se que as soluções encontradas através de um novo enfoque de modelagem do problema, são significativamente diferentes daqueles propostos por TONDO (1992). Based on a data collection of containerized cargo flows and operational transport costs, this study has the objective of identifying promising points to install future road-rail intermodal container terminals, using a Geographic Information System (TransCAD) and the objective function of reducing costs and optimising logistic operations on the transport network of the state of São Paulo. Simulations are presented for the instalation of up to ten road-rail intermodal terminals at strategic locations in the interior of the State, considering two conditions: the first one, with only one terminal placed at the port of Santos and all the candidate points beeing chosen by the p-median location model of TransCAD, and the second one, considering Santos and the other eight existing intermodal terminals in the State. An analysis of the network costs and thematic maps of the influence areas of each solution are presented. The results are compared with the study by TONDO (1992). It is concluded that the solutions obtained by this new modeling focus of the problem, are considerably different from the ones obtained by TONDO (1992).

Abstract

Esse trabalho analisa a trajetória do Tramway da Cantareira em sua relação com o desenvolvimento das regiões atendidas por seus ramais, notadamente a zona norte do município de São Paulo e Guarulhos, tendo como recorte temporal os anos de 1893 a 1965, período de funcionamento dessa linha férrea. Para isso, além da bibliografia pertinente acerca do assunto, utiliza como fonte de pesquisa amplo conjunto documental de cunho arquivístico e, de forma complementar, periódicos que circulavam na época. Subdividida em quatro capítulos, esta tese analisa inicialmente a crise de gestão dos recursos hídricos na capital de São Paulo na segunda metade do século XIX com vistas a compreender as razões de o governo estadual ter iniciado a construção do Tramway da Cantareira. Em seguida, estuda os primeiros anos de funcionamento da ferrovia, momento no qual ela presta importante contribuição nas obras de infraestrutura da capital, com destaque para aquelas relacionadas ao abastecimento de água e saneamento básico. Uma vez analisada a história de seus anos iniciais, o trabalho busca compreender a percepção que a população, a imprensa e o governo tinham em relação aos seus serviços, examinando os projetos que previam desde o seu arrendamento à iniciativa privada até a sua extensão para além dos municípios de São Paulo e Guarulhos, em uma fase na qual o transporte de passageiros já se tornava a sua principal atividade. Por fim, examina o processo de anexação dessa linha férrea à Estrada de Ferro Sorocabana até o momento de sua desativação, em 1965. This study analyzes the trajectory of the Cantareira Tramway in its relation with the development of the regions served by its branches, notably the northern part of the municipality of São Paulo and Guarulhos, focusing in the years from 1893 to 1965, period of operation of the railroad. To this end, besides the pertinent bibliography on the subject, this study uses as a research source a large set of archival documents complemented by periodicals circulating at the time. Subdivided into four chapters, this thesis initially analyzes the crisis of water resources management in the capital of São Paulo in the second half of the 19th century, in order to understand the reasons why the state government started the construction of the Cantareira Tramway. Subsequently, it studies the first years of the railway operation, when it makes an important contribution to the infrastructure works of the capital, especially those related to water supply and basic sanitation. Once the history of its initial years is analyzed, this study tries to understand the perception that the population, the press and the government had concerning the Cantareira Tramway services, examining the projects it predicted from its lease to the private sector until its extension beyond the municipalities of São Paulo and Guarulhos, in a period where transportation of passengers was already its main activity. Finally, it examines the annexation process of this railway to the Sorocabana Railroad until it was decommissioned in 1965.

Abstract

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Made available in DSpace on 2018-09-01T15:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OliveiraJunior_AlbertoJorgeSalesDe_M.pdf: 4524641 bytes, checksum: bfb0be3b3d1fca7870e2ff49f388a8a2 (MD5) Previous issue date: 2017 Resumo: Sistemas de freio pneumáticos são usados em aplicações ferroviárias devido o seu adequado custo-benefício nas operações de transporte de carga. Como resultado, vagões localizados no trecho final da composição são freados posteriormente àqueles localizados no início, o que pode induzir a elevadas forças de impacto entre os vagões. A energia é absorvida e dissipada em tais impactos pelos componentes (ou aparelhos) de choque e tração. A modelagem e a simulação do funcionamento de tais aparelhos, portanto, é de grande importância para o estudo da dinâmica longitudinal de composições ferroviárias. O presente trabalho apresenta modelos computacionais para simulação em MATLAB/Simulink® dos esforços nos aparelhos de choque e tração entre vagões, devido à aplicação da carga motriz, frenagem e esforços resistivos ao movimento em composições ferroviárias de carga operantes nas ferrovias brasileiras. Os esforços entre vagões são determinados bem como as condições em que o impacto ocorre, contribuindo para a implementação de rotinas de operação seguras pelos engenheiros e técnicos. Nesse estudo, um perfil de via-permanente ideal é proposto considerando o movimento da composição ferroviária em retas tangentes, aclives, declives e curvas. O modelo consiste de uma composição de 104 veículos conectados por um modelo de aparelho de choque e tração com comportamento histerético e sujeito à ação de forças externas como resistência ao movimento, resistência à curvatura, forças de gravidade e frenagem pneumática. A modelagem do aparelho de choque e tração e a aplicação não linear dos freios influenciam a resposta do sistema dinâmico de forma realística. Finalmente, as previsões do modelo são comparadas com valores obtidos na literatura e em simuladores de composições ferroviárias Abstract: The pneumatic brake system is used in long freight railroad compositions, due to its adequate cost-benefit in train operation. As a result, the cars located at the rear end of the composition experience the braking effects after those located in front, which can induce high longitudinal forces and impact between the cars. This energy is absorbed and dissipated by the coupler and draft gear components, respectively, and, thus, their modelling and simulation are of great importance in the study of railway longitudinal vehicle dynamics. The present work presents computational models for simulation in MATLAB/Simulink® of in-train coupler forces due to application of traction forces, pneumatic brake and propulsion resistance of typical freight railroad compositions of Brazilian railway tracks. The in-train coupler forces are determined as well as the conditions in which the impact occur helping engineers to assess the train operational conditions. In this study an ideal railway track profile is proposed considering the train movement along tangent track, downgrades, upgrades and curving. The model consists of a train composition of 104 vehicles, connected by hysteretic draft gear mechanisms and subjected to external forces such as propulsion resistance, curving resistance, gravity forces and pneumatic braking application. The draft gear model and the non-linear application of the pneumatic brake system influence the dynamic behavior of the railroad composition in a realistic way. Finally, the model predictions are compared to results obtained in the literature and train simulators Mestrado Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico Mestre em Engenharia Mecânic

Abstract

Orientador: Carlos Alberto Bandeira Guimarães Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Made available in DSpace on 2018-08-26T04:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_DalianaDamacenoGilde_M.pdf: 964791 bytes, checksum: 7035668583ec53d4289bd006d1fa2a90 (MD5) Previous issue date: 2014 Resumo: Os estudos de implantação do Trecho Norte dos empreendimentos Rodoanel e Ferroanel, com traçados próximos, pode potencializar e viabilizar uma série de ações conjuntas, como o compartilhamento das plataformas de terraplenagem em alguns segmentos, otimizando as interferências, drenagem, tratamentos de solos moles, contenções, obras de proteção ambiental, remanejamento de interferências, adequações funcionais dos sistemas viários lindeiros e áreas de apoio, além de procurar minimizar as necessidades de desapropriações e reassentamentos complementares aos previstos para o Rodoanel, reduzindo de forma significativa os custos em relação a hipótese dos empreendimentos a serem implantados independentemente. Este trabalho, utilizando como suporte metodológico o estudo de caso, estuda a integração dos modais rodoviários e ferroviários e a apresenta as alternativas das implantações nas formas isoladas e faz um comparativo da possibilidade de compatibilização das implantações das linhas férreas com a rodovia. E apresenta como resultado, uma opção para os problemas de infraestrutura de transporte no Brasil, a possibilidade de se pensar em uma integração na construção dos vários modais básicos Abstract: The implantation studies of road and rail ring roads in São Paulo can enhance and facilitate a series of joint actions , such as sharing of earthwork in some segments platforms , optimizing interference , drainage, soft soil treatment , containment , protection works environmental , relocation interference , functional adaptations of the bordering road systems and support areas , and seek to minimize the needs of expropriation and resettlement complementary to that provided to the Beltway , significantly reducing costs in relation to the hypothesis of projects to be implemented independently . This work , using as methodological support the case study examines the integration of road and rail modes and presents alternative deployments in isolated forms and makes a comparison of the possibility of compatibility between implementations of the railways with the highway . And as a result has an option for the problems of transportation infrastructure in Brazil , the possibility of thinking about integration in the construction of several basic modes Mestrado Transportes Mestra em Engenharia Civil

Abstract

Resumen: La investigación desarrollada en esta tesis de maestría presenta una aplicación de la técnica de preferencias declaradas, para la construcción de un modelo de elección de modo de transporte entre carretera y ferrocarril para carga general susceptible a exportación-importación, aplicado a las empresas antioqueñas. Aunque el transporte de carga por carretera presenta muchos inconvenientes en el país, no existe un estudio que demuestre cuáles son las variables que influyen en la elección de un modo de transporte de carga en Antioquia, para saber si realmente sería útil un ferrocarril para la región. La investigación cualitativa se presenta en este estudio a través de las técnicas de grupo focal con las empresas importantes de la región, de esta manera se logran conocer las variables que influyen en la elección de un modo de transporte por parte de las empresas antioqueñas que exportan-importan mercancías, las cuales resultaron ser costo de la tonelada/km y frecuencia de servicio por semana. Uno de los aportes más importantes de este trabajo es calibrar un modelo de elección discreta con las variables identificadas que inciden en la elección de modo de transporte para movilizar carga por parte de las empresas antioqueñas, y estimar la influencia que tiene cada una de estas variables. Los resultados muestran que la probabilidad de captación en carga general del modo ferrocarril varía entre el 67.00% y el 92.66% cuando se compara con la carretera, en los tomadores de decisión de las empresas antioqueñas, según sea la variación de las variables influyentes en la elección de un modo de transporte (costo y frecuencia de servicio) desmintiendo la importancia de la variable tiempo de viaje, la cual por los tiempos muertos del cargue-descargue y espera en los puertos no es decisiva al comparar los dos modos. Otro aporte importante de esta investigación es el planteamiento de un trazado preliminar de un sistema férreo entre Medellín y Cartagena, el cual puede servir como base para realizar otros estudios de prefactibilidad para extraer costos y tiempos de este proyecto. Abstract: The developed research in this M.Sc. thesis, presents a technical application of stated preferences, for the construction of a choice modeling of a transportation mode between road and rail for general freight susceptible to exportation-importation, applied to the Antioquian companies. Although freight transportation by road has too many inconveniences in the country, doesn’t exist a study that shows what are the variables that influence the choice of transport mode in Antioquia, to know if really would be important a railroad for the region. Qualitative research presented in this study through focus group techniques with important companies of the region, so this way it's possible to know the variables that influence the choice of transportation mode by the companies of Antioquia that export-import merchandise, resulting cost and frequency the most important. One of the most important contributions in this job is to calibrate a discrete choice model with identified variables that identify the influence in the choice of a transportation mode to mobilize freight by the Antioquian companies, and estimate the influence that has each one of these variables. The results show that that the probability of the decision makers of the Antioquian companies choosing the railway mode varies between 67.00 % and 92.66 % when comparing with highway mode, to move general freight, and this depends on the variation of the influencing variables in the choice of a transportation mode (cost and service frequency), denying the importance of the variable travel time, which is not decisive to compare the two modes because the idle time at origin and ports. Another contribution in the present research is the approach of a preliminary layout of a rail system between Medellin and Cartagena, which can serve as a basis for other studies of feasibility to extract costs and times of this project.

Abstract

O expressivo crescimento do setor ferroviário com o processo de privatizações das operações a partir de 1996, fez com que a modalidade aumentasse sua participação na matriz de transportes brasileira. Porém, essa expansão, obtida essencialmente com a substituição e aumento de locomotivas e vagões, juntamente com a modernização do sistema de controle de tráfego, deverá em breve encontrar limites impostos pela geometria e superestrutura da malha ferroviária. O objetivo da dissertação é analisar como esses fatores afetam a capacidade de processamento de trens através de uma linha ferroviária singela. Para alcançar este objetivo desenvolveu-se um modelo capaz de identificar as características da via que restringem as velocidades e o headway das composições ferroviárias. O modelo proposto permite, através da análise de desempenho em cada um dos arcos de um trecho de linha ferroviária, obter uma medida de desempenho global no trecho e identificar os gargalos. O método adotado para determinar a capacidade do trecho para cenários operacionais alternativos é o da utilização de diagramas espaço-tempo. Os diagramas espaço-tempo são elaborados através de um algoritmo em MatLab que soluciona os conflitos nos cruzamentos para um determinado tempo de cruzamento nas estações e efetua a contagem de pares de trens. O desempenho dos trens em cada um dos arcos, dado de entrada do algoritmo, é adquirido através de um modelo de simulação de desempenho de trens elaborado pela Association of Amerian Railroads (AAR). Como aplicação prática apresenta-se uma análise de capacidade para um dos principais corredores de exportação, um trecho da Brasil Ferrovias S.A. entre as cidades de Santa Fé do Sul e Araraquara no estado de São Paulo. A análise dos resultados mostra que o principal fator limitante da velocidade média no espaço dos trens é a atual condição da superestrutura ferroviária e que, uma vez eliminada esta restrição, a supressão de passagens de nível e a relocação de estações de cruzamento, produzem ganhos expressivos. The expessive growth of the railway sector due to the privatization of the operations since 1996, is increasing the participation of this mode in the brazilian transport matrix. However, this growth is obtained mainly from the replacement and increase of the rolling stock and the modernization of the traffic control system, and will soon reach some important limits imposed by the railway geometry and superstructure. The thesis objective is to analyze how these factors affect the capacity to process trains through a single track railroad line. To reach this objective, a model that identifies the restrictions that impose limits to the speed and headways of the trains was developed. Through the performance analysis on each arc of a railway segment, the model obtains a global performance measure for the whole segment and identifies the bottlenecks. Time-space graphs are developed to determine the capacity of the segment for different operating scenarios. To build the space-time graphs, solve the conflicts at the crossings for a given time to cross and count the trains per day, an algorithm using the MathLab software was developed. The train performance on each arc is obtained through a simulation model developed by the Association of American Railroads (AAR). As a practical application, a capacity analysis of one of the most important export corridors is presented, a segment of the Brasil Ferrovias S.A. network between the cities of Santa Fé do Sul and Araraquara in the state of São Paulo. The analysis of the results shows that the present railway superstructure condition is the main train average space speed limiting factor and, once this restriction is eliminated, the supression of at grade crossings and the relocation of the crossing stations produce expressive gains.