A method of predicting problems in unsurfaced roads by neural networks: Aquiraz - CE

The representative extension of the unpaved roads in Ceará and in Brazil and their relevance for the socioeconomic development, they justify the need of programs of regular and preventive maintenance in those roads, whose badly conservation state systematically delays and it burdens the drainage of the production, the circulation of asset, services and of people between the rural areas and the urban centers. This dissertation presents a method of forecast of problems in unpaved roads, elaborated with base in the Nets Artificial Neural (ANN), technique that have been applied in the recognition of patterns. The area of the case study is the municipal district of Aquiraz/CE that presents representative characteristics. The developed method looked for to make possible the forecast of the problems and of the respective severities, starting from selected local attributes, to subsidize the activities of a roads management system, especially the process of decision with regard to the allocation of the available financial resources for the interventions to objectify the use of these roads during the whole year. The method was served as experimental procedures as: the selection and identification of the attributes; the identification and evaluation of the species of defects with relationship to the severity degrees with base in the suitable methods and adaptations offered by the author; the ordination of the inputs and exit for the application of RNA; the formation of the partitions of data; the choice by Multilayer Percerptron (MLP) and of the parameters of training of ANN, culminating with the training processes, validation and test. A ANN was structured with use of the software Easy NN Plus. After this, there was a development of an interface that simulates the operation of the ANN model and it favors the use of the method for no experts users, which suit with the reality of the municipal districts. This application of ANN was shown viable to the view of the acting of 91% obtained, what took to the practical consideration of the identity relationship between the found results and the problems and severities observed in reality. The method is applicable to other areas, being enough the procedures to be adopted in agreement with the particularities and local restrictions.A representativa extensão da malha rodoviária não-pavimentada no Estado do Ceará e no Brasil e a sua relevância para o desenvolvimento sócio-econômico, justificam a necessidade de implantação de programas de manutenção regular e preventiva dessas vias, cujo mal estado de conservação sistematicamente retarda e onera o escoamento da produção, a circulação de bens, serviços e de pessoas entre as áreas rurais e os centros urbanos. Nesse contexto, esta dissertação apresenta o resultado de uma pesquisa experimental onde se procurou desenvolver um método de previsão de defeitos em estradas vicinais de terra, elaborado com base nas Redes Neurais Artificiais (RNA), técnica que vêm sendo aplicada no reconhecimento de padrões. A área escolhida para o estudo de caso foi a malha de estradas de terra do município de Aquiraz, no estado do Ceará, por apresentar características representativas. O método desenvolvido buscou possibilitar a previsão dos defeitos e das respectivas severidades, a partir de atributos locais selecionados, para subsidiar as atividades de um sistema de gerência de vias, em especial o processo de tomada de decisão quanto às intervenções a se executar com vistas a melhor alocação dos recursos financeiros disponíveis. Para tanto, se utilizou de procedimentos experimentais que envolveram a seleção e identificação dos atributos; a identificação e avaliação das espécies de defeitos quanto aos graus de severidade com base nos métodos indicados e adaptações oferecidas pela autora; a ordenação das variáveis de entrada e saída para a aplicação da RNA; a formação das partições de dados; a definição da topologia Multilayer Percerptron(MLP) e dos parâmetros de treinamento da RNA, culminando com os processos de treinamento, validação e teste. Os resultados experimentais permitiram concluir ser esta aplicação das RNA viável à vista do desempenho de 91% obtido, o que levou à consideração prática da relação de identidade entre os resultados encontrados e os defeitos e severidades observados em campo. Esses resultados permitiram também o desenvolvimento de uma interface, no Microsoft Excel 2000,que simula o funcionamento do modelo de RNA eleito e favorece a utilização do método por usuários não especializados, o que condiz com a realidade dos poderes públicos municipais. Por fim, concluiu-se que o método pode ser aplicável a trechos de outras regiões, bastando que se adotem os procedimentos de acordo com as particularidades e restrições locais