Modeling, Monitoring and Control of Transportation Networks – A Multi-Agent Flow Perspective

João Miguel Lemos Chasqueira Nabais

Informações chave

Autores:

João Miguel Lemos Chasqueira Nabais (João Miguel Lemos Chasqueira Nabais)

Orientadores:

Miguel Afonso Dias de Ayala Botto (Miguel Afonso Dias de Ayala Botto)

Publicado em

25/11/2013

Resumo

Transportation networks have long been present and play an important role in the development of mankind. In the beginning of civilization, the main transportation demand focused on water, for irrigation and welfare. At present, with the globalization, a transport demand to move raw materials or manufactured goods from the source to the final destination is present. Although transportation networks can arise in different application domains they all share the same goal: deliver commodities at the agreed location at the agreed time and at the agreed quantity. The components of transportation networks, nodes and links, can be owned by different companies leading to conflicting objectives. The structural layout and relations among the components of a transportation network are constraints to a free share of information among components towards an optimal performance. This thesis proposes a flow perspective to address the modeling, fault diagnosis and control of transportation networks. A generic framework to model and manage operations of transportation networks from a macroscopic perspective is proposed. The framework captures nodes and links properties, and can handle either time unvarying or time-varying commodities. Operations management of transportation networks are also addressed from the node perspective taking into consideration the existing relations between each node and its surroundings. As redes de transporte estiveram presentes no desenvolvimento da humanidade e desempenharam um papel importante. No início da civilizaçao uma das maiores necessidades residia no transporte de agua para fins de irrigaçao e bem estar. No presente, com a globalizaçao, existe a necessidade de transportar materias-primas ou produtos manufacturados desde a fonte ate ao local de consumo. Apesar de as redes de transporte poderem surgir em domínios diferentes, todas as redes partilham o mesmo objectivo: entregar produtos no local acordado, no tempo indicado e na quantidade desejada. Os elementos de uma rede de transporte, nos e ligacoes, podem pertencer a entidades distintas com objectivos contraditórios. A estrutura organizacional da rede de transporte bem como as relacoes entre componentes sao constrangimentos a livre troca de informacao limitando a obtencao de um desempenho optimo. Esta tese propoe uma perspectiva baseada em fluxos para proceder a modelacao, diagnostico de falhas e controlo de operacoes em redes de transporte. A tese propoe uma abordagem generica para modelar e gerir operacoes usando uma perspectiva global, capturando as propriedades dos nos e das ligacoes, tendo possibilidade de lidar com mercadorias classificadas de acordo com propriedades variantes no tempo. A gestao de operacoes de redes de transporte e tambem abordada segundo a perspectiva do no, tomando em consideracao as relacoes entre o no e a sua vizinhanca.