Desenvolvimento de um sistema de informação para navegação ciclável

A bicicleta apresenta-se como um meio de transporte altamente eficiente e capaz de ser mais rápido, flexível e competitivo do que o veículo rodoviário de passageiros nas curtas e médias distâncias. Para além disto, a sua utilização apresenta um vasto leque de benefícios para a saúde e bem-estar humano. Assim, com o intuito de se promover este modo ativo e contrariar os impactos negativos crescentes do setor dos transportes, o objetivo principal desta Dissertação de Mestrado prende-se com o desenvolvimento de um sistema de informação para navegação ciclável, baseado num sistema de informação geográfica (SIG), implementado numa área urbana da cidade de Aveiro, Portugal, e alicerçado num conjunto de sete indicadores distintos: Tempo de Viagem, Gasto Calórico, Distribuição de Esforço, Desempenho da Infraestrutura, Segurança, Conforto e Emissões de Poluentes. Elaborou-se, também, um sistema modelar de preferências do utilizador, tendo em vista a futura criação de um serviço funcional de navegação. Definidas as metodologias dos atributos finais de cada um dos indicadores selecionados, realizou-se uma monitorização empírica do mapa com recurso a uma bicicleta convencional instrumentada, equipada com um GNSS Data Logger, um dispositivo wireless de registo de frequência cardíaca e uma câmara de vídeo. Ao todo, percorreram-se 120 km de estrada, permitindo a recolha de 8 horas de vídeo e aproximadamente 100000 pontos de dados segundo a segundo. Após tratamento e mapeamento dos mesmos numa rede com cerca de 36 km de extensão, distribuídos num grafo com 449 segmentos de estrada, obteve-se um sistema funcional de informação para navegação ciclável. Para avaliar o sucesso do mesmo, selecionaram-se quatro casos de estudo e otimizaram-se, para cada cenário, um conjunto de rotas baseado em nove impedâncias. Através de um modelo de pontuação de indicadores, analisaram-se e discutiram-se os resultados obtidos. Com efeito, ainda que as metodologias dos indicadores Distribuição de Esforço, Segurança e Conforto tenham apresentando algumas debilidades, os indicadores desenvolvidos geraram rotas únicas e balanceadas: por exemplo, a rota mais rápida apresentou-se cerca de 2% mais extensa que a rota mais curta em duas situações. Estes resultados evidenciam, por um lado, uma caraterização precisa das diferentes vias e respetivo tráfego da rede rodoviária estudada, enquanto que, por outro, materializam uma plataforma com um conjunto versátil de alternativas para perfis heterogéneos de utilizadores, com possível aplicação prática a nível do planeamento urbano local.The bicycle presents itself as a highly efficient means of transportation and capable of being faster, more flexible and more competitive than the road passenger vehicle over short and medium distances. In addition, its use has a wide range of benefits for human wealth. Thus, in order to promote this active mode and counteract the increasing negative impacts of the transportation sector, this Master Thesis’ main objective concerns the development of an information system for cycling navigation, based on a geographic information system (GIS), implemented in a urban sub-area of Aveiro, Portugal, and based on a set of seven different indicators: Travel Time, Caloric Expenditure, Effort Distribution, Infrastructure Performance, Safety, Comfort and Exposure to Air Pollution. A user preferences system model was, as well, elaborated to support a future creation of a functional navigation service. Once the methodologies for the final attributes of each of the selected indicators were defined, an empirical monitoring of the map was performed using an instrumented conventional bicycle, equipped with a GNSS Data Logger, a wireless heart rate recording device and a video camera. Altogether, 120 km of road were covered, allowing the collection of 8 hours of video and approximately 100000 second by second data points. After its processing and mapping in a road network of about 36 km, distributed along a 449-link graph, a functional information system for cycling navigation was obtained. To assess its success, four case studies were selected, and, for each scenario, a set of routes based on nine impedances was optimized. Through an indicator scoring model, the results obtained were analysed and discussed. Effectively, even though the methodologies of the Effort Distribution, Safety and Comfort indicators presented some weaknesses, the developed indicators generated unique and balanced routes: for example, the fastest route was around 2% more extensive than the shortest route for two situations. These results show, on one hand, a precise characterization of the different roads and respective traffic of the studied road network, while, on the other hand, they materialize a platform with a versatile set of alternatives for heterogenous user profiles, with possible practical application in terms of local urban planning.Mestrado em Engenharia Mecânic