Relacionamentos entre os Grupos Funcionais

À exceção dos grupos funcionais Gestão de Simulações e Controle de Acesso, que terão seus diagramas de entidades e relacionamentos apresentados em detalhes nas seções 5.3.1.2 e 5.3.1.3, respectivamente, todos os demais módulos de informações disponibilizados no banco de dados são apresentados na Figura 5.5, incluindo os relacionamentos entre eles.

Figura 5.5 _{– Diagrama de relacionamentos entre os grupos funcionais do banco de dados}

Os diagramas de entidades e relacionamentos, com detalhes das entidades ou tabelas, atributos ou colunas, e relacionamentos modelados, para cada grupo funcional ou módulo do banco de dados ilustrado na Figura 5.5, são apresentados nos apêndices deste trabalho: (1) Cadastro de Pessoas (APÊNDICE J); (2) Cadastro de Empreendimentos (APÊNDICE K); (3) Organização da Área de Drenagem (APÊNDICE L); (4) Organização Territorial (APÊNDICE M); (5) Gestão de Outorgas (APÊNDICE N); (6) Cadastro de Atividades de Uso da Água (APÊNDICE O); (7) Cadastro de Irrigâmetros (APÊNDICE P); (8) Cadastro de Atividades de Irrigação

Cadastro de Pessoas Cadastro de Empreendimentos Cadastro de Intervenções Hídricas Organização da Área de Drenagem Organização Territorial Gestão de Outorgas Cadastro de Atividades de Uso da Água Cadastro de Irrigâmetros Cadastro de Atividades de Irrigação Manejo de Irrigação Gestão Hidrológica Gestão Meteorológica

(APÊNDICE Q); (9) Manejo de Irrigação (APÊNDICE R); (10) Gestão Hidrológica (APÊNDICE S); (11) Gestão Meteorológica (APÊNDICE T); e (12) Cadastro de Intervenções Hídricas (APÊNDICE U).

O módulo Cadastro de Empreendimentos, possui relacionamentos com o módulo Cadastro de Pessoas, permitindo a identificação do usuário titular ou principal da propriedade, e do responsável técnico, caso exista. Tendo como foco a agricultura familiar, a tabela Pessoas, objeto central do módulo Cadastro de Pessoas (APÊNDICE J), foi modelada com um auto relacionamento, garantindo o cadastro de associações entre pessoas e tornando possível indicar, por exemplo, um usuário titular e vinculá-lo a usuários dependentes, como esposa e filhos. Através da tabela Endereço, o módulo Cadastro de Empreendimentos (APÊNDICE K) se relaciona com o módulo Organização Territorial (APÊNDICE M), permitindo a localização geográfica dos endereços com informações georreferenciadas. A tabela de endereços também é compartilhada com o módulo Cadastro de Pessoas.

A tabela Arco Hidrografia, do módulo Organização da Área de Drenagem (APÊNDICE L), também foi modelada com um auto relacionamento, garantindo a identificação do arco a jusante e permitindo que o sistema navegue pela rede hidrográfica, a jusante e a montante de qualquer segmento de drenagem.

A tabela Processo Outorga, objeto central do módulo Gestão de Outorgas (APÊNDICE N), possui relacionamentos com os módulos Cadastro de Pessoas, Organização da Área de Drenagem e Organização Territorial. Estes relacionamentos permitem a identificação do analista responsável pela gestão do processo de outorga e a delimitação da região geográfica e da região hidrográfica atendidas. A entidade central do módulo Cadastro de Atividades de Uso da Água (APÊNDICE O) é a tabela Atividade Irrigação, relacionada às tabelas Processo Outorga e Empreendimento. Os relacionamentos permitem que seja identificada a propriedade e localização da atividade, o processo de outorga e os usuários atendidos.

A tabela Irrigâmetro, do módulo Cadastro de Irrigâmetros (APÊNDICE P), possui relacionamentos com as entidades Pessoa e Empreendimento. Estes

relacionamentos permitem a identificação do técnico responsável pela manutenção e operação diária do aparelho, e a propriedade de instalação.

Através da tabela Cultura, com atributos que permitem a caracterização de cada cultura irrigada, o módulo Cadastro de Atividades de Irrigação (APÊNDICE Q) se relaciona com o módulo Cadastro de Atividades de Uso da Água, permitindo a identificação da outorga e do empreendimento associados à cultura. A tabela também possui relacionamentos com o módulo Cadastro de Irrigâmetros, necessário para a identificação do aparelho utilizado no manejo da irrigação e a sua configuração de réguas.

O módulo Manejo de Irrigação (APÊNDICE R), tendo como objeto central a tabela Manejo Irrigação, se relaciona com os módulos Cadastro de Atividades de Irrigação e Cadastro de Irrigâmetros. Os relacionamentos permitem a identificação da área plantada e o monitoramento diário das leituras das réguas de irrigâmetro para a cultura manejada.

O módulo Gestão Hidrológica (APÊNDICE S) está relacionado aos módulos Organização da Área de Drenagem e Cadastro de Pessoas, permitindo a localização das medições de vazões na rede hidrográfica e a identificação do analista responsável pelas medições e cálculos de disponibilidade.

O módulo Gestão Meteorológica (APÊNDICE T), representado pela tabela Previsão Meteorológica, possui relacionamentos com os módulos Cadastro de Pessoas, Organização Territorial e Organização da Área de Drenagem. Estes relacionamentos permitem a identificação do analista responsável pela previsão de precipitação, e a delimitação da região geográfica e da região hidrográfica de referência.

Todas as entidades que representam intervenções hídricas, do módulo Cadastro de Intervenções Hídricas (APÊNDICE U), são objetos georreferenciados no banco de dados. As entidades possuem relacionamentos com as tabelas Processo Outorga, Arco Hidrografia, Pessoa e Empreendimento, permitindo a identificação dos responsáveis pela outorga e pela intervenção, localização da interferência hídrica e usuários atendidos.

5.3.1.2 Gestão de Simulações

O módulo Gestão de Simulações agrega, em um único diagrama de entidades e relacionamentos, todos os principais componentes da base de dados necessários para a execução da rotina de otimização. A Figura 5.6 apresenta o diagrama com as principais tabelas e relacionamentos criados para o grupo funcional. A tabela Simulação é o objeto central do submodelo e é responsável por interligar cada uma das estruturas de dados necessárias para os cálculos do modelo de otimização.

Figura 5.6 _{– Diagrama de entidades e relacionamentos do módulo Gestão de Simulações}

A tabela Simulação, além de atributos que permitem identificar cada uma das simulações no sistema, também possui relacionamentos com as entidades Pessoa, Região Geográfica e Região Hidrográfica. Estes relacionamentos permitem a identificação do analista responsável pela criação e execução do teste, e a delimitação da região geográfica e da região hidrográfica utilizada.

As demais estruturas de dados replicadas para o módulo são apresentadas a seguir.

Simulação IDENTIFICADOR Simulação CÓDIGO Simulação DATA Início Vigência DATA Fim Vigência DESCRIÇÃO Simulação IDENTIFICADOR Região Geográfica IDENTIFICADOR Região Hidrográfica IDENTIFICADOR Pessoa Analista Processo TEXTO Observação

DATA HORA Criação IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização IDENTIFICADOR Usuário Atualização

Arco Hidrografia Simulação IDENTIFICADOR Arco Hidrografia Simulação IDENTIFICADOR Simulação

IDENTIFICADOR Arco Hidrografia DATA Início Vigência DATA Fim Vigência MEDIDA Vazão Monitoramento MEDIDA Vazão Residual DATA HORA Criação IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização IDENTIFICADOR Usuário Atualização

Reservatório Simulação IDENTIFICADOR Reservatório Simulação IDENTIFICADOR Simulação

CÓDIGO Reservatório DATA Início Vigência DATA Fim Vigência DESCRIÇÃO Reservatório MEDIDA Volume Útil Mínimo MEDIDA Volume Útil Máximo MEDIDA Volume Útil Monitoramento DATA HORA Criação

IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização IDENTIFICADOR Usuário Atualização

Previsão Meteorológica Simulação IDENTIFICADOR Previsão Meteorológica Simulação IDENTIFICADOR Simulação

DATA Início Vigência DATA Fim Vigência MEDIDA Previsão Precipitação PERCENTUAL Probabilidade Precipitação DATA HORA Criação

IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização IDENTIFICADOR Usuário Atualização

Atividade Irrigação Simulação IDENTIFICADOR Atividade Irrigação Simulação IDENTIFICADOR Simulação

CÓDIGO Atividade Irrigação DATA Início Vigência DATA Fim Vigência DESCRIÇÃO Atividade Irrigação IDENTIFICADOR Tipo Cultura IDENTIFICADOR Régua Manejo IDENTIFICADOR Régua Temporal MEDIDA Vazão Sistema Irrigação MEDIDA DTA

MEDIDA Intensidade Aplicação IDENTIFICADOR Fase Cultura MEDIDA Precipitação MEDIDA Tubo Alimentação

IDENTIFICADOR Marcação Régua Manejo IDENTIFICADOR Marcação Régua Temporal DATA HORA Criação

IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização IDENTIFICADOR Usuário Atualização Captação Superficial Simulação

IDENTIFICADOR Captação Superficial Simulação IDENTIFICADOR Simulação

CÓDIGO Captação Superficial DATA Início Vigência DATA Fim Vigência

DESCRIÇÃO Captação Superficial IDENTIFICADOR Arco Hidrografia Simulação IDENTIFICADOR Reservatório Simulação IDENTIFICADOR Atividade Irrigação Simulação MEDIDA Vazão Captação

DATA HORA Criação IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização IDENTIFICADOR Usuário Atualização

Cronologia Simulação IDENTIFICADOR Cronologia Simulação IDENTIFICADOR Simulação

IDENTIFICADOR Captação Superficial Simulação IDENTIFICADOR Atividade Irrigação Simulação DATA Início Vigência

DATA Fim Vigência HORA Início HORA Fim

DURACAO Faixa Horária HORA Início Faixa Horária HORA Fim Faixa Horária INDICADOR Agendamento DATA HORA Criação IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização IDENTIFICADOR Usuário Atualização

 Captação Superficial Simulação: entidade utilizada para registrar os atributos da intervenção hídrica e relacionamentos com as entidades de origem e destino da água captada, como arco de hidrografia, reservatório e atividade de irrigação.

 Arco Hidrografia Simulação: tabela utilizada para cadastro dos arcos da região hidrográfica de simulação. Os arcos podem estar relacionados a uma intervenção hídrica, como origem de captação superficial.

 Reservatório Simulação: objeto que registra os reservatórios da simulação e seus atributos. Os reservatórios podem estar relacionados às intervenções hídricas, como origem ou destino de captação superficial.

 Atividade Irrigação Simulação: estrutura de dados para cadastro dos atributos das culturas irrigadas atendidas pela simulação. Cada cultura deve estar relacionada ao menos a uma intervenção hídrica, como destino de captação superficial.

 Previsão Meteorológica Simulação: tabela utilizada para armazenar a estimativa de precipitação e probabilidade de incidência de chuvas considerada na simulação.

 Cronologia Simulação: entidade com as agendas e restrições horárias da outorga, culturas e interferências hídricas da simulação.

5.3.1.3 Controle de Acesso

A Figura 5.7 apresenta o diagrama com as tabelas e relacionamentos modelados para o grupo funcional Controle de Acesso, responsável pela gestão dos acessos de usuários às telas da aplicação web e às informações registradas nos demais módulos do banco de dados. A entidade Usuário Acesso é a principal do submodelo e possui um relacionamento com a tabela Pessoa, garantindo acesso a todas as informações complementares dos usuários do sistema cadastrados no grupo funcional de pessoas. O relacionamento com a tabela Tipo Acesso permite ao sistema identificar o perfil de acesso do usuário e habilitar as telas da aplicação web de acordo com as suas permissões.

Figura 5.7 _{– Diagrama de entidades e relacionamentos do módulo Controle de Acesso}

5.3.2 Modelagem e Construção da Rotina de Otimização

Seguindo as regras levantadas e especificadas durante as fases de concepção e desenho do sistema, a rotina de otimização desenvolvida deverá ser resolvida em intervalos horários, verificando a disponibilidade hídrica da microbacia e demandas hídricas de cada cultura, e planejando a operação dos sistemas de captação e irrigação das propriedades ao longo do dia. O intervalo temporal, inicialmente definido em uma hora, pode ser alterado, se desejável, através de parametrização do sistema, durante o cadastro da outorga coletiva. Os modelos de rede de fluxo, apresentados na revisão bibliográfica, seção 3.4.5 (Equações 3.11 a 3.14), foram utilizados como referência. Devido à complexidade do problema, no decorrer das atividades de modelagem e construção, também foram aplicadas técnicas para linearização e simplificação, demonstradas adiante.

A ferramenta escolhida para o desenvolvimento da rotina de otimização disponibiliza um painel de modelagem integrado ao Microsoft® Excel que permite criar, validar e solucionar os modelos com a utilização de dados para testes cadastrados em planilha eletrônica. Estes dados para simulação, são vinculados, pela própria ferramenta, aos parâmetros de entrada e saída da rotina de otimização, permitindo a execução de vários cenários e armazenamento dos resultados ainda em tempo de desenvolvimento, para comparações. Esta funcionalidade garantiu maior velocidade ao processo de desenvolvimento e refinamento da modelagem, facilitando a busca pela simplificação do problema e por melhor desempenho. A ferramenta de

Usuário Acesso IDENTIFICADOR Usuário Acesso CÓDIGO Usuário

DATA Início Vigência DATA Fim Vigência CÓDIGO Senha

IDENTIFICADOR Tipo Acesso IDENTIFICADOR Pessoa DATA HORA Criação

IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização

IDENTIFICADOR Usuário Atualização

Tipo Acesso IDENTIFICADOR Tipo Acesso CÓDIGO Tipo Acesso DATA Início Vigência DATA Fim Vigência SIGLA Tipo Acesso NOME Tipo Acesso DESCRIÇÃO Tipo Acesso DATA HORA Criação

IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização

IDENTIFICADOR Usuário Atualização Pessoa

IDENTIFICADOR Pessoa

IDENTIFICADOR Documento Principal DATA Início Vigência

DATA Fim Vigência IDENTIFICADOR Tipo Pessoa IDENTIFICADOR Nível Pessoa NOME Pessoa

DATA Nascimento IDENTIFICADOR Pessoa Pai IDENTIFICADOR Nível Escolaridade VALOR Renda Anual

VALOR Patrimonial DATA HORA Criação

IDENTIFICADOR Usuário Criação DATA HORA Atualização

modelagem também realiza a validação do modelo e a codificação em uma linguagem de modelagem algébrica (AML) própria, chamada de Optimization

Modeling Language (OML). O código fonte gerado pode ser compartilhado com

aplicações externas para integração com bases de dados relacionais e aplicações

web, procedimento utilizado no projeto. O solver para resolução do problema de

otimização também pode ser escolhido dentre várias opções disponíveis.

A sequência natural do processo de desenvolvimento da rotina de otimização se inicia pela formulação matemática do problema, com posterior modelagem, construção e testes. Contudo, a realimentação deste fluxo, devido à necessidade de revisão da formulação matemática e modelagem computacional em virtude dos resultados dos testes foram essenciais para se alcançar a versão final. A ferramenta escolhida agregou agilidade a este processo, garantindo maior sinergia entre as etapas. A seguir serão apresentados todos os termos da formulação matemática e os passos da modelagem realizada na ferramenta. O código fonte do modelo de otimização, em OML, gerado automaticamente pelo Microsoft® Solver Foundation, é apresentado na íntegra no APÊNDICE V.