Trabalho de Lógica Fuzzy

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Universidade Estácio de Sá – Sistemas de Informação
Aluno: Gustavo Brandão Guerra
Matrícula: 200601114364
Disciplina: Inteligência Computacional I
Professor: Mauro Cesar Cantarino Gil
Tema: 
Aplicação de Sistemas de Inferência Fuzzy
ARTIGO:
UMA NOVA ABORDAGEM PARA ESCOLHA DE TRAJETOS EM SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS USANDO SISTEMAS DE INFERÊNCIA FUZZY
AUTORES:
Gabriel da Silva
Paulo Eduardo Maciel de Almeida
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Laboratório de Sistemas Inteligentes
Data: 17-11-2016
RESUMO:
A introdução de rotinas de apoio à decisão no ambiente de Sistemas de Informações Geográficas - SIG tem possibilitado um aumento na flexibilidade e na complexidade das análises efetuadas com estas ferramentas. A abordagem explorada neste artigo é o uso combinado do modelo de redes geométricas e da lógica fuzzy para a escolha do melhor caminho em um sistema viário, isto é, o caminho que oferece a menor dificuldade de transposição, com base em múltiplos critérios qualitativos sintetizados em um único atributo numérico por meio de inferência fuzzy. São apresentadas a modelagem e implementação de uma ferramenta de código aberto, que realiza a aquisição de dados, a geração de um atributo fuzzy e a atualização da base de dados automaticamente do SIG, em tempo real, e de modo integrado ao ambiente de SIG. O modelo foi desenvolvido sob o paradigma da orientação a objetos, utilizando padrões de projeto que suportam extensão e acoplamento. Também foi desenvolvido um plug-in para a interdição e desinterdição de trechos na rede em tempo de execução.
CONCLUSÃO:
 A avaliação realizada sobre a ferramenta desenvolvida apresentou resultados muito satisfatórios. Além de permitir a automatização de todo o processo para sugestão do melhor caminho em um SIG por meio do uso da lógica fuzzy e do modelo de rede, como proposto neste trabalho, o RTIGIS4OpenJUMP também permitiu a adição de novas funcionalidades que aumentaram a qualidade das análises realizadas. Os experimentos realizados permitiram verificar a exatidão dos resultados na geração automática da ITT e como se esperava, das sugestões dos melhores caminhos obtidos quando comparados aos resultados do SIG desenvolvido no SPRING. Também foram apresentadas novas análises, que se tornaram possíveis pelo uso dos plug-ins desenvolvidos, permitindo a utilização do SIG para outras finalidades, como por exemplo, as alterações de trajetos consequentes da interdição de trechos da área em estudo e a possibilidade de sugestão de trajetos também para pedestres.
RESENHA:
De acordo com os autores, a implementação realizada por Viana Jr. no SIG (2004) não permitiam que o sistema operasse automaticamente e em tempo real, utilizando dados obtidos dinamicamente, além de ser necessária a entrada de dados externos já previamente tratados para geração de certos atributos.
Este trabalho propõe a automatização do processo de aquisição de dados, geração do atributo fuzzy e atualização dos dados alfanuméricos da rede, de modo integrado a um ambiente de SIG.
O CIT - Controle Inteligente de Tráfego (Belo Horizonte), concentra o fluxo de informações referentes ao trânsito de veículos na área central de Belo Horizonte, em tempo real, por meio da coleta de dados através de detectores instalados nos principais cruzamentos. Estes dados coletados são enviados ao Centro de Controle Operacional - CCO da BHTrans. Várias ações podem ser realizadas com base nestes dados coletados, dentre elas, a reprogramação semafórica, além de servirem como parâmetros para tomadas de decisão dos engenheiros de trânsito. A utilização destes dados para a geração da ITT em tempo real permite um grande avanço na qualidade do serviço oferecido pelo SIG que utilize o modelo de rede e a lógica fuzzy para sugestão de trajetos.
	
O OpenJUMP é um ambiente de SIG, construído a partir de uma biblioteca de classes livre e extensível no que diz respeito aos conceitos de modularidade e multiplataforma. Sua capacidade de extensão é percebida na medida em que novos módulos ou plugins podem ser acoplados a qualquer momento visando o melhoramento de suas funcionalidades (Couto, Brito & Rocha, 2003).
A extensão desenvolvida, denominada RTIGIS4OpenJUMP, é constituída pelos pacotes referentes a cada funcionalidade desenvolvida, por uma biblioteca para operações em grafos, a JGrapht (Naveh et. al., 2003), pela biblioteca Topology (Michaud, 2006), responsável pela obtenção do grafo a partir da rede geométrica e pelo framework FuzzyF (Bittencourt & Osório, 2002), o qual é utilizado na geração do atributo fuzzy. 
O artigo explora o uso combinado de redes geométricas e lógica Fuzzy para escolha do caminho de menor dificuldade de transposição em um sistema viário. É utilizada uma sintetização de múltiplos critérios qualitativos em um único atributo numérico por meio de inferência fyzzy. A Impedância de Transposição de Trecho - ITT, é a variável que mede a dificuldade para se transpor um trecho de uma via e é obtido por meio de um sistema de inferência fuzzy, cujas variáveis de entrada são dois atributos: o Comprimento - COMP das vias e a Quantidade de Veículos por Faixa – QVF, conforme figura a seguir:
Abaixo se observa um exemplo de resultado obtido. A consulta tem origem no cruzamento da Avenida do Contorno com Rua Ouro Preto e destino no cruzamento das ruas Bahia e Guaicurus – Belo Horizonte.
Para este par de pontos de origem e de destino, há uma grande variação do fluxo de veículos da região por onde passam os trajetos sugeridos, e consequentemente, uma grande variação no valor das ITT. Com a aplicação do plug-in o SIG foi capaz de evitar a região onde as variações são maiores como na região da Av. do Contorno (em apenas 10 faixas de horários das 53 totais foram sugeridos trajetos que passavam pelos estes trechos), ao contrário dos resultados obtidos com o SIG convencional.
Também foi construído um plug-in de interdição de trechos, no qual se obtém a sugestão do melhor caminho quando há a necessidade de fechamento de vias. Foi realizado um experimento que consistiu na interdição de um dos trechos da Avenida Olegário Maciel, por onde passa o melhor caminho sugerido. 
Como resultado, o melhor caminho sugerido utilizando o valor das ITT coincidiu com o menor caminho, sugerido com base no comprimento das vias. No cruzamento da Rua Tupis com a Avenida Amazonas e destino no cruzamento das ruas dos Tamoios e Rio Grande do Sul, o melhor caminho sugerido foi o mesmo para quaisquer das faixas de horários existentes na base de dados, e diferente do menor caminho, considerando-se o atributo de comprimento.