Especificação de requisitos para o desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão para gestão de transportes públicos intermodais

(1)

F

ACULDADE DE

E

NGENHARIA DA

U

NIVERSIDADE DO

P

ORTO

Especificação de requisitos para o

desenvolvimento de um sistema de apoio

à decisão para gestão de transportes

públicos intermodais

João Nuno Lemos de Sousa

V

ERSÃO DE TRABALHO

Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores Orientador: Professora Tânia Fontes

Co-orientador: Professor Jorge Freire de Sousa

(2)

c

(3)

Resumo

A população mundial tem vindo a aumentar nos últimos anos, levando ao crescimento das áreas urbanas em todo o mundo. Este crescimento urbano tem levado à expansão das zonas ur-banas, forçando o afastamento das pessoas do centro dos focos populacionais e dos pontos de interesse, tais como, as zonas de trabalho e de lazer e por conseguinte a uma maior necessidade de deslocação, aumentando assim os níveis de mobilidade na área urbana. Deste modo, os transportes têm um elevado impacto sócio-económico na população urbana e no meio ambiente, levando à cri-ação de políticas que incentivam o uso de transportes públicos em detrimento do uso de transportes privados.

O trabalho realizado foca-se na fase de conceptualização do ciclo de vida de um sistema e teve como objectivo o desenvolvimento de um documento de especificação de requisitos funci-onais do sistema a ser desenvolvido. O sistema foi desenhado com vista a auxiliar a tomada de decisões táctico-estratégicas usando como base uma granularidade dos dados fina. Dos oito crité-rios estudados que compõe a qualidade de serviço dos transportes públicos, foram seleccionados os critérios de (i) Disponibilidade, (ii) Acessibilidade, (iii) Tempo, (iv) Segurança, e (v) Impacto ambiental, como os critérios que mais influência têm nestes níveis de decisão.

Para a definição de um documento de especificação de requisitos completo, claro e rigoroso, do sistema proposto, foram aplicados os conceitos apresentados no âmbito de Engenharia de Sis-temas e de Engenharia de Requisitos nomeadamente: (i) identificação dos stakeholders e suas necessidades, (ii) identificação dos requisitos através de uma análise da revisão da literatura de sistemas de apoio à decisão semelhantes, e (iii) em função dos objectivos propostos, transforma-ção das necessidades identificadas em requisitos do sistema. Os requisitos foram validados junto de especialistas na área dos transportes e desenvolvimento de sistemas de informação.

O documento de especificação de requisitos apresenta os requisitos funcionais que descre-vem o funcionamento do sistema, tendo em conta as cinco fases: (i) obtenção de dados, (ii) pré-processamento, (iii) pré-processamento, (iv) avaliação, e (v) visualização, e os três componentes de um sistema de apoio à decisão: (i) base de dados, (ii) modelo conceptual, e (iii) interface, res-peitando as actividades e os conceitos apresentados no âmbito da Engenharia de Requisitos. A especificação dos requisitos seguiu as especificações da norma ISO/IEC/IEEE 29148.

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Abstract

The world population has been increasing in recent years, leading to the growth of urban areas worldwide. This urban growth has led to the expansion of urban zones, forcing people from the center of population centers and points of interest, such as, work and leisure areas. This distancing led to a greater need for displacement, thus increasing mobility levels in the urban area. Therefore, transportation has high social and economic impact on the urban population and the environment, leading to the creation of policies that encourage the use of public transport to the detriment of the use of private transport.

The presented work is focused on the conceptualization phase of the system life cycle and the main objective was the development of a system requirements specification document, focusing on the functional requirements of the system to be developed. The system was designed taking into account the strategic and tactical decisions level, using as a basis, a fine data granularity. From the eight criteria studied that make up the quality of service of the public transport, were selected: (i) Availability, (ii) Accessibility, (iii) Time, (iv) Safety, and (v) Environmental impact, as the criteria that have the most influence on these decision levels.

In order to define a complete, clear and rigorous requirements specification document of the proposed system, the concepts presented in the scope of Systems Engineering and Requirements Engineering were applied, namely: (i) identification of the stakeholders and theirs needs, (ii) iden-tification of requirements through an analysis of the literature review of similar decision support systems, and (iii) according to the proposed objectives, transforming the identified needs into sys-tem requirements. The requirements were validated with specialists in the field of transport and development of information systems.

The requirements specification document presents the functional requirements that describe the operation of the system, taking into account the five phases identified: (i) data collection, (ii) pre-processing, (iii) processing, (iv) evaluation, and (v) visualization, and the three main compo-nents of a decision support system: (i) database, (ii) conceptual model, and (iii) interface, res-pecting the activities and concepts presented in the scope of Requirements Engineering. The requirements specification followed the specifications of the ISO/IEC/IEEE 29148 standard.

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Agradecimentos

Agradeço aos meus orientadores, Professora Tânia Fontes e Professor Jorge Freire de Sousa por toda a ajuda, apoio, sugestões e conhecimento transmitido ao longo da elaboração da minha dissertação e por toda a disponibilidade apresentada.

A toda a minha família, em especial à minha mãe, por me aturarem todos estes anos e me terem ajudado nos momentos mais difíceis, eu sei que não sou fácil de aturar.

Aos meus amigos que estiveram presentes em todos os momentos da minha vida, melhores ou piores, e por todos os momentos de companhia quando não queria estar sozinho. Obrigado aos que estão presentes há mais tempo e obrigado aos que só se cruzaram comigo mais recentemente. Obrigado aos meus colegas da FEUP que com o passar dos anos deixaram de ser apenas colegas e passaram a ser amigos.

À Inês, por quereres fazer parte da minha vida e estares sempre disponível para me aturar. Este trabalho foi financiado por ERDF - European Regional Development Fund through the Operational Programme for Competitiveness and Internationalisation - COMPETE 2020 Pro-gramme e por fundos nacionais através da agência de financiamento portuguesa, FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia no âmbito do projecto PTDC/ECI-TRA/32053/2017 - POCI-01-0145-FEDER-032053.

João Nuno Lemos de Sousa

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“Garbage in, garbage out. Or rather more felicitously: the tree of nonsense is watered with error, and from its branches swing the pumpkins of disaster.”

Nick Harkaway

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Conteúdo

1 Introdução 1

1.1 Objetivos . . . 2

1.2 Contexto . . . 3

1.3 Estrutura da Dissertação . . . 3

2 A qualidade de serviço dos transportes públicos 5 2.1 Perspectivas da qualidade de serviço . . . 5

2.2 Dimensões e critérios da qualidade de serviço . . . 9

2.3 Avaliação da qualidade de serviço . . . 11

2.3.1 Perspectiva do utilizador . . . 11

2.3.2 Perspectiva do operador . . . 14

2.4 Síntese conclusiva . . . 16

3 Sistemas de Apoio à Decisão para gestão de transportes públicos 17 3.1 Componentes e níveis de decisão dos Sistemas de Apoio à Decisão . . . 17

3.2 Sistemas de Apoio à Decisão aplicados na gestão de transportes públicos. . . 19

3.3 Análise multi-critério na tomada de decisões para gestão dos transportes públicos 25 3.4 Síntese conclusiva . . . 26

4 Metodologia 27 4.1 Âmbito . . . 27

4.2 Requisitos de um sistema . . . 29

4.2.1 Identificação dos stakeholders e análise das suas necessidades . . . 31

4.2.2 Levantamento dos requisitos . . . 31

4.2.3 Especificação dos requisitos . . . 32

4.2.4 Validação dos requisitos . . . 33

4.2.5 Gestão dos requisitos . . . 34

4.3 Síntese conclusiva . . . 34

5 Especificação de requisitos para o desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão para gestão de transportes públicos 35 5.1 Conceito do sistema e objectivos . . . 35

5.2 Stakeholdersdo sistema . . . 37

5.3 Requisitos . . . 37

5.3.1 Levantamento dos requisitos . . . 37

5.3.2 Especificação dos requisitos . . . 42

5.3.3 Rastreabilidade dos requisitos . . . 54

5.3.4 Validação dos requisitos . . . 56

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vi CONTEÚDO

6 Conclusões e Trabalho Futuro 59

6.1 Conclusões . . . 59

6.2 Trabalho Futuro . . . 61

A Anexo 62

A.1 Tabela resumo das interacções dos diferentes actores nas várias fases de funciona-mento do sistema . . . 62

A.2 Especificação dos requisitos . . . 64

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Lista de Figuras

1.1 Factores que influenciam a mobilidade sustentável e os transportes público [13] . 4

2.1 Loopda Qualidade de Serviço. [20] . . . 7

2.2 Loope gaps da qualidade de serviço e níveis de decisão. [25] . . . 8

2.3 Modelo SERVQUAL. [26] . . . 10

3.1 Arquitectura de um SADE. [70] . . . 18

3.2 Os três níveis de planeamento e os respectivos responsáveis. [71] . . . 19

3.3 Componentes do planeamento de um sistema de transportes públicos. [88] . . . . 24

3.4 Interacções entre os vários níveis de planeamento e estratégias de controlo em tempo real. [87] . . . 24

4.1 Modelo de um ciclo de vida segundo a norma ISO/IEC/IEEE 15288. [116] . . . . 28

4.2 Modelo conceptual Vee. [118] . . . 29

4.3 Ciclo das principais actividades realizadas na engenharia de requisitos. [121] . . 30

4.4 Ciclo da transformação das necessidades em requisitos. [122] . . . 32

5.1 Diagrama do funcionamento do sistema e requisitos correspondentes. . . 41

5.2 Diagrama de caso de uso referente à fase de Introdução de dados no sistema. . . . 43

5.3 Diagrama de caso de uso referente à fase de Pré-processamento de dados no sistema. 44 5.4 Diagrama de caso de uso referente à fase de Processamento de uma rota entre dois pontos. . . 46

5.5 Diagrama de caso de uso referente à fase de Processamento na identificação de desvios no funcionamento do serviço. . . 47

5.6 Diagrama de caso de uso referente à fase de Processamento na estimação das Ma-triz O-D. . . 48

5.7 Diagrama de caso de uso referente à fase de Processamento na identificação de períodos atípicos de procura. . . 49

5.8 Diagrama de caso de uso referente à fase de Avaliação da Procura. . . 50

5.9 Diagrama de caso de uso referente à fase de Avaliação das infraestruturas. . . 51

5.10 Diagrama de caso de uso referente à fase de Avaliação do Serviço. . . 52

5.11 Diagrama de caso de uso referente à fase de Visualização dos dados no sistema. . 53

5.12 Sessão de validação do documento de especificação de requisitos. . . 56

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Lista de Tabelas

2.1 Resumo da análise da qualidade dos serviço de transportes públicos . . . 12

3.1 Resumo de soluções propostas para mobilidade urbana e sistemas de apoio à de-cisão para gestão dos transportes públicos . . . 22

5.1 Lista de requisitos . . . 38

5.2 FRx - Descrição do requisito . . . 42

5.3 Matriz de rastreabilidade entre os requisitos e os objectivos . . . 55

A.1 Tabela resumo das interacções dos diferentes actores nas várias fases de funciona-mento do sistema . . . 62

A.2 FR1 - Introdução manual de dados no sistema . . . 64

A.3 FR2 - Obtenção automatizada de dados no sistema . . . 65

A.4 FR3 - Information retrieval . . . 65

A.5 FR4 - Exportação dos dados existentes no sistema . . . 66

A.6 FR5 - Identificação de dados inválidos no sistema . . . 66

A.7 FR6 - Definição da granularidade dos dados . . . 67

A.8 FR7 - Indexação dos dados . . . 67

A.9 FR8 - Agregação dos dados . . . 68

A.10 FR9 - Definição de rotas entre dois pontos . . . 68

A.11 FR10 - Identificação de desvios do funcionamento do serviço de entregue face ao planeado . . . 69

A.12 FR11 - Estimação das matrizes Origem - Destino referente à procura dos transpor-tes públicos . . . 69

A.13 FR12 - Identificação de períodos atípicos de procura de transportes públicos . . . 70

A.14 FR13 - Avaliação da procura real de transportes públicos . . . 70

A.15 FR14 - Avaliação das infraestruturas dos transportes públicos face à procura . . . 71

A.16 FR15 - Avaliação da cobertura geográfica do serviço dos transportes públicos . . 71

A.17 FR16 - Avaliação da acessibilidade do serviço dos transportes públicos . . . 72

A.18 FR17 - Avaliação da distribuição geográfica das infraestruturas dos transportes públicos . . . 72

A.19 FR18 - Avaliação da distribuição geográfica das infraestruturas de suporte aos transportes públicos . . . 73

A.20 FR19 - Avaliação da localização de interfaces intermodais de transportes públicos 74 A.21 FR20 - Avaliação da localização de vias de circulação dedicadas aos diferentes modos de transporte . . . 74

A.22 FR21 - Avaliação das causas dos desvios do funcionamento do serviço de trans-portes públicos . . . 75

(11)

LISTA DE TABELAS ix

A.23 FR22 - Previsão da duração das perturbações que causam desvios do

funciona-mento do serviço de transportes públicos . . . 75

A.24 FR23 - Avaliação multi-critério da qualidade de serviço dos transportes públicos através de indicadores de desempenho . . . 76

A.25 FR23.1 - Cálculo do indicador de desempenho referente à pontualidade do serviço dos transportes públicos . . . 76

A.26 FR23.2 - Cálculo do indicador de desempenho referente ao cumprimento do ser-viço dos transportes públicos . . . 77

A.27 FR23.3 - Cálculo do indicador de desempenho referente às emissões de gases poluentes e de efeito de estufa pelos veículos de transportes públicos . . . 78

A.28 FR23.4 - Cálculo do indicador de desempenho referente aos consumos energéticos dos veículos de transportes públicos . . . 78

A.29 FR23.5 - Cálculo do indicador de desempenho referente aos níveis de ruído pro-duzidos pelos veículos de transportes públicos . . . 79

A.30 FR23.6 - Cálculo do indicador de desempenho referente aos acidentes que envol-vem veículos de transportes públicos . . . 79

A.31 FR23.7 - Cálculo do indicador de desempenho referente à taxa de criminalidade nas infraestruturas dos transportes públicos . . . 80

A.32 FR24 - Visualização dos dados tabulares existentes no sistema . . . 80

A.33 FR25 - Visualização dos dados gráficos existentes no sistema . . . 81

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Abreviaturas e Símbolos

AFC Automatic Fare Collection AHP Analytical Hierarchy Process APC Automated Passenger Counter API Application Programming Interface AVL Automatic Vehicle Location

BLRM Binary logistic regression mode BN Bayesian network

BRT Bus Rapid Transit BT Bimodal Tram

CART Classification and regression tree CO2 Dióxido de Carbono

CSI Customer Satisfaction Index

HCSI Homogeneous Customer Satisfaction Index IoT Internet of Things

ITS Intelligent Transport Systems KPI Key Performance Indicators LRT Light Rail Transit

OLAP Online Analytical Processing QFD Quality function deployment SADE Sistemas de apoio à decisão SEM Structural equation modelling SyRS System Requirements Specification UE União Europeia

WWW World Wide Web

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Capítulo 1

Introdução

Entre 1950 e 2018, a população urbana mundial cresceu de 751 milhões para 4,2 biliões. Ac-tualmente, 55% da população mundial vive em áreas urbanas e até 2050 espera-se que esse valor aumente para 68% [1]. Na Europa actualmente cerca de 75% da população vive nos centros urba-nos, mas em algumas regiões do mundo como a América Latina e América do Norte, esse valor é superior (79,8% e 81,6% respectivamente) [2]. Esta grande pressão sobre os centros urbanos tem causado um aumento da população nas periferias e por conseguinte um rápido aumento dos padrões de mobilidade urbana [3].

Cerca de 16% dos cidadãos europeus utilizam o transporte público, sendo o transporte privado usado por 56% da população [4]. O uso de transporte privado é considerado mais apelativo devido ao facto de não só ser mais confortável, mas também considerado mais barato e fiável. Os transpor-tes públicos têm associado uma maior incerteza relativamente à pontualidade, tempos de viagem e acessibilidade limitada, pelo que o uso de transportes privados é frequentemente considerado mais apelativo.

Nas áreas urbanas, o uso de transportes privados são a principal causa de: (i) congestionamento de tráfego, (ii) ocorrência de acidentes de viação, (iii) emissão de poluentes atmosféricos e gases com efeito de estufa, (iv) e ruído [5,6]. Como resultado, várias políticas têm sido definidas para minimizar os efeitos negativos causada pelo uso intensivo dos transportes. De modo a promover a sustentabilidade ambiental, recentemente a União Europeia tem dado directrizes no sentido de proibir a circulação de veículos que circulam a combustíveis convencionais (gasolina e diesel) nos grandes certos urbanos até 2050, e definiu como meta, a minimização das emissões de CO2 até

2030 [4].

A promoção de políticas de mobilidade mais sustentável deverá ser suportada pela criação de serviços de transportes públicos mais eficientes, fiáveis e acessíveis a toda a população [7,8] e a monitorização dos impactos dessas politicas deve ser efectuada de forma contínua e usando indicadores apropriados [9]. A criação de serviços de transportes mais eficientes deverá reflectir-se num aumento do uso de transportes públicos, diminuição de custos operacionais, de manutenção das infraestruturas e frota, e diminuição dos impactos ambientais, nomeadamente, os consumos energéticos e níveis de poluição [10].

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2 Introdução

A implementação de políticas que promovam a adaptação dos sistemas de transportes públicos às rápidas mudanças dos padrões de mobilidade tem sido porém bastante difícil, criando grandes desafios tecnológicos e sociais. Assim, os novos sistemas de informação para gestão do serviço de transportes públicos devem ser capazes de monitorizar veículos e optimizar o sistema de trans-portes nas suas diversas fases de gestão tendo em consideração as diferentes perspectivas dos seus utilizadores. Estes sistemas de informação quando aplicados no âmbito dos transportes públicos são denominados de Intelligent Transport Systems, ITS. Estes sistemas são capazes de obter infor-mação sobre dados em tempo real em grande escala, permitindo uma gestão mais inteligente das infraestruturas e da frota levando a uma melhor gestão do tráfego e da mobilidade [11]. Este tipo de sistemas é considerado como a principal ferramenta para ultrapassar os desafios inerentes ao sector dos transportes, permitindo uma melhor sintonia entre os diferentes modos de transporte, criando interfaces entre estes de forma a facilitar a integração e o uso dos mesmos [12].

A Figura 1.1 apresenta de forma resumida as diferentes áreas fortemente relacionadas com os transportes públicos e a mobilidade sustentável. Das áreas apresentadas na figura, as mais relevantes foram abordadas ao longo deste sub capítulo.

1.1 Objetivos

O principal objectivo desta dissertação consiste no levantamento e especificação de requisitos de um sistema de apoio à decisão para a gestão táctico-estratégica de um sistema de transportes públicos urbano intermodal. De modo a apoiar a tomada de decisão do planeamento táctico-estratégico dos transportes públicos, pretende-se que o sistema definido implemente métodos multi-critério de análise para a integração de diferentes perspectivas e objectivos dos seus stakehol-ders. De modo a atingir os objectivos definidos anteriormente, este trabalho pretende responder às seguintes questões:

1. O que é a qualidade do serviço de um sistema de transportes públicos intermodal?

2. Como é que se pode avaliar a qualidade do serviço nos transportes públicos em função de diferentes perspectivas?

3. Quem são os stakeholders responsáveis pela tomada de decisões na gestão e planeamento de um serviço de transportes públicos?

4. Quais são as necessidades desses stakeholders? Quais as decisões a serem tomadas, tendo em conta os níveis táctico-estratégicos, de modo a alcançar a qualidade de serviço a entregar desejada?

5. Como deve ser composto um sistema de apoio à decisão para a gestão e planeamento dos transportes públicos? Que dados devem ser fornecidos e como podem ser processados? De forma a responder a estas questões, em primeiro lugar, efectuou-se uma revisão de litera-tura sobre a qualidade de serviço do serviço de transportes públicos e os critérios que a definem.

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1.2 Contexto 3

De seguida, fez-se uma análise sobre sistemas de apoio à decisão para a gestão e planeamento de serviços de transportes públicos e soluções de mobilidade tendo em conta uma perspectiva multi-critério e um nível de decisão táctico-estratégico. Para a conceptualização deste sistema, foram estudados os conceitos de Engenharia de Sistemas e Engenharia de Requisitos, que servem de base para o desenvolvimento de qualquer sistema, apresentando os conceitos base a serem apli-cados. Por fim, foram identificados os stakeholders do sistema e as suas necessidades, e através da análise dos objectivos propostos e dos sistemas semelhantes estudados, estas necessidades fo-ram transformadas em requisitos funcionais do sistema de apoio à decisão a ser desenvolvido. De modo a desenvolver um sistema robusto, foram ainda identificados as fontes e tipologias de dados necessários para a implementação e funcionamento dos requisitos especificados, tendo em conta o funcionamento geral e os componentes de um sistema de apoio à decisão.

1.2 Contexto

Este documento enquadra-se no desenvolvimento do projecto opti-MOVES e tem como objec-tivo desenvolver um documento de especificação de requisitos funcionais para o desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão para a gestão estratégica e táctica do planeamento e optimiza-ção de uma rede de serviços de transportes públicos intermodal. O trabalho aqui apresentado tem como caso de estudo a Área Metropolitana do Porto.

1.3 Estrutura da Dissertação

Esta dissertação está estruturada em seis capítulos. No Capítulo1é apresentado o âmbito da dissertação e os objectivos do trabalho. No Capítulo2apresenta-se uma revisão de literatura sobre a qualidade de serviço e a sua aplicação nos transportes públicos. Neste capítulo foram ainda ana-lisados os critérios para definir as diferentes características dos transportes públicos, baseados na norma EN13816, para avaliação da qualidade de um serviço de transportes, na perspectiva dos uti-lizadores, e medição destas características através de indicadores, pelos operadores dos serviços. De seguida, no Capítulo3foi estudado a composição de um sistema de apoio à decisão (ex: que tipos de dados são necessários e como é que estes são processados) e como é que estes sistemas podem ser aplicados na gestão de transportes públicos de modo a ajudar os operadores dos servi-ços e autoridades responsáveis pelos transportes públicos na tomada de decisão, tendo em conta as necessidades dos utilizadores e a qualidade dos serviços prestados. No Capítulo4foi efectuado um estudo da Engenharia de Sistemas e da Engenharia de Requisitos de modo a desenvolver um documento de especificação de requisitos completo. Para tal, foram estudadas as várias fases do desenvolvimento de um sistema, em particular as fases iniciais designadamente: definição do con-ceito, identificação dos stakeholders e as suas necessidades, e transformação destas necessidades em requisitos do sistema. O Capítulo5apresenta o trabalho desenvolvido em função dos conceitos apresentados ao longo do documento. As conclusões obtidas são apresentadas no último capítulo do documento, o Capítulo6.

(16)

4

Introdução

Figura 1.1: Factores que influenciam a mobilidade sustentável e os transportes público [13] FONTE: UNECE Transport Division

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Capítulo 2

A qualidade de serviço dos transportes

públicos

A medição e avaliação da qualidade de serviço é fundamental para definir estratégias adequa-das para a gestão do serviço de transportes públicos [14]. Vários autores têm vindo a estudar essas estratégias de forma a avaliar o serviço de transportes públicos de modo eficaz [15–19]. Parale-lamente foram publicados várias normativas legais que definem e medem a qualidade de serviço nos transportes públicos, designadamente as normas europeias EN 13816 [20] e a EN 15140 [21] publicadas em 2002 e em 2006, respectivamente.

A norma EN 13816 [20] especifica os requisitos para definir, identificar e medir a qualidade de serviço nos transportes públicos, servindo como guia para os operadores de serviço e para as autoridades responsáveis pelos transportes públicos, enquanto que EN 15140 [21] especifica os requisitos básicos e recomendações para medir a qualidade de serviço dos transportes públicos, de acordo com a norma anterior. Estas normas permitem aos operadores de transportes públicos abordarem de forma qualitativa a operação dos serviços prestados, servindo ainda como guia de foco para a comparação da qualidade de serviço, face às alternativas existentes [22].

Este capítulo apresenta em primeiro lugar o conceito e componentes da qualidade de serviço e a sua aplicação nos transportes públicos. Seguidamente, são apresentadas as dimensões e critérios da qualidade de um serviço com base na norma europeia que define o loop da qualidade de serviço e os gaps entre esses níveis para avaliação da qualidade do serviço de transportes públicos, tendo em conta as duas perspectivas existentes, a do utilizador e a do operador. Por último, apresenta-se uma revisão de literatura sobre qualidade de apresenta-serviço nos transportes públicos efectuada por diferentes autores, tendo em conta as duas perspectivas apresentadas, a dos utilizadores e a dos operadores.

2.1 Perspectivas da qualidade de serviço

A qualidade do serviço é um conceito subjectivo em função do quão bem o nível de serviço entregue corresponde às expectativas do utilizador [23]. Neste contexto, os operadores e as

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6 A qualidade de serviço dos transportes públicos

ridades de transportes públicos têm o papel de assegurar que os recursos disponíveis para gerir o serviço de transportes públicos são bem geridos [24]. Eles são os actores do sistema responsáveis por assegurar um serviço de transportes públicos seguro, conveniente, rápido e acessível para os passageiros, em função das suas necessidades, respeitando as normas em vigor. Eles devem ainda assegurar a existência de um serviço atractivo e sustentável capaz de manter os utilizadores do sistema satisfeitos, com o mínimo de custos e impacto ambiental [24].

A este nível, a qualidade do serviço pode ser avaliada tendo em conta duas perspectivas dis-tintas: (i) a perspectiva do utilizador dos transportes públicos; e (ii) a perspectiva dos gestores e operadores do serviço. Para que as expectativas da qualidade do serviço sejam alcançadas, é necessário ter em conta ambas as perspectivas, pois a procura do serviço está associada com a percepção da qualidade do mesmo, tal como, os objectivos dos operadores de transportes, que têm regulações e normas a cumprir, focando-se na relação eficiência/custo.

Na perspectiva do utilizador, a qualidade percebida baseia-se na comparação das suas expec-tativas com o que realmente experiencia. Se a percepção da qualidade do serviço for superior às expectativas, há uma surpresa de qualidade, caso contrário, a qualidade não é satisfatória. Em caso das expectativas corresponderem à realidade, estamos perante um caso de satisfação de qualidade. Por outro lado, na perspectiva dos gestores do serviço, a qualidade baseia-se em indicadores que avaliam o desempenho do serviço. Estes indicadores avaliam as medidas e decisões tomadas so-bre o serviço, que têm como objectivo satisfazer as necessidades dos utilizadores dos transportes públicos. Resumidamente, enquanto a perspectiva do utilizador é mais subjectiva, pois está re-lacionada com as experiências do utilizador e a ideia que cada um tem sobre o funcionamento dos transportes públicos, a perspectiva dos gestores é mais objectiva e analítica, pois recai sobre indicadores que avaliam as várias particularidades do serviço.

As normas europeias EN13816 e EN15140 pretendem traduzir as expectativas e percepções do utilizador para parâmetros de qualidade viáveis e mensuráveis, baseando-se no conceito do loop da qualidade de serviço e nas suas gaps. A Figura2.1e a Figura2.2apresentam estes conceitos e os vários níveis de decisão associados, sendo possível distinguir as duas perspectivas apresentadas anteriormente, sendo cada uma composta por dois conceitos de qualidade, que em seguida serão apresentados:

• Qualidade de serviço procurada (Qs): é o nível que representa a exigência de qualidade

pelo utilizador. O peso relativo desses critérios é avaliado através duma análise qualitativa, • Qualidade de serviço direccionada (Qt): é o nível de qualidade que o provedor do serviço

visa oferecer aos utilizadores, sendo esta influenciada pelas exigências do mesmo,

• Qualidade de serviço entregue (Qd): é o nível de qualidade entregue diariamente nas

condições normais de funcionamento,

• Qualidade de serviço percebida (Qp): é o nível de qualidade percebida pelo utilizador dos

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2.1 Perspectivas da qualidade de serviço 7

Figura 2.1: Loop da Qualidade de Serviço. [20]

Entre os vários níveis apresentados, existem intervalos que devem ser minimizados, de forma a atingir a qualidade de serviço desejada. Estes intervalos podem ser observados na Figura2.2. O intervalo entre o primeiro e segundo nível, o Market misreading Gap, pode ser minimizado pe-los operadores do serviço, focando-se nas áreas de maior importância para os utilizadores. Entre o segundo e o terceiro nível, o Performance Gap, é possível medir objectivamente a eficiência do serviço, através de indicadores de desempenho específicos, na perspectiva dos operadores de serviço, com base nos dados existentes. A diferença entre a qualidade percebida e entregue, o De-livery Gap, depende do conhecimento do utilizador sobre os objectivos e o serviço prestado pelos operadores. Por fim, a diferença entre a percepção e as expectativas, representa o grau de satisfa-ção do utilizador e a qualidade de serviço na perspectiva do utilizador, sendo este definido como o Satisfaction Gap. É neste último gap que é efectuado uma avaliação da satisfação dos utilizadores em relação ao serviço de transportes públicos, avaliando a qualidade de serviço na perspectiva dos seus utilizadores, sendo estes resultados obtidos, principalmente, através de questionários e recla-mações. Por último, a diferença entre a qualidade de serviço procurada e a entregue representa o Appreciation Gap, que está relacionada com a publicidade e informação fornecida pelos ope-radores de serviço aos utilizadores e as expectativas criadas pelos utilizadores. Se o operador de serviço criar grandes expectativas, ou informar os utilizadores com informação errada ou incom-pleta, as expectativas face à qualidade de serviço entregue será grande, o que levará à insatisfação do utilizador.

Na Figura 2.2 também é possível observar os três níveis de decisão associados ao serviço de transportes públicos e a sua relação com a qualidade de serviço. O nível operacional está

(20)

relacionado com a qualidade entregue e percebida no dia a dia, isto é, tomada de decisões a curto prazo, enquanto que o nível táctico-estratégico têm em foco actividades a longo/médio prazo, que estão fortemente relacionadas com as expectativas dos utilizadores, tal como, a procura destes e os vários segmentos do mercado, sendo nestes níveis que os operadores de serviço tomam decisões sobre o panorama geral dos transportes públicos.

Figura 2.2: Loop e gaps da qualidade de serviço e níveis de decisão. [25]

De modo a respeitar este loop e a minimizar os gaps entre os vários níveis, os operadores de serviço têm que ser capaz de identificar as expectativas e as necessidades dos utilizadores, de forma a definir concretamente os aspectos que precisam de ser melhorados, informando o utilizador das suas acções, medir a sua satisfação e analisar os resultados para posterior avaliação do serviço e o impacto das decisões tomadas, através da análise da reacção dos utilizadores face à melhoria praticada. Deste modo, é preciso inferir quais os aspectos dos transportes públicos que têm maior impacto na satisfação dos utilizadores, através da realização de questionários, tendo em conta as perspectivas dos diversos utilizadores e do peso de cada critério para cada um, associado com os vários aspectos da qualidade de serviço, definindo uma hierarquia. Estas acções visam melhorar a imagem dos transportes públicos, de forma a reter os actuais utilizadores e ao mesmo tempo atrair novos utilizadores.

Na perspectiva dos operadores de serviço, é necessário definir objectivos a atingir tendo sem-pre em foco transportes públicos sustentáveis, eficientes, com o mínimo de custos possíveis e

(21)

im-2.2 Dimensões e critérios da qualidade de serviço 9

pacto ambiental. Desta forma, é preciso definir indicadores que avaliem o desempenho do serviço, analisando cada componente, assistindo na tomada de decisões de forma a melhorar a qualidade de serviço a ser entregue.

2.2 Dimensões e critérios da qualidade de serviço

A qualidade de serviço é um conceito de grande importância e interesse para os responsáveis pela gestão dos transportes públicos pois este influencia fortemente o uso dos mesmos, acrescen-tando valor ao serviço e uma diferenciação face aos seus competidores, os transportes privados e outros operadores de transportes públicos [14].

Deste modo, é preciso definir os transportes públicos em função das suas particularidades como serviço, de modo a identificar quais os aspectos que têm mais relevo para o seu funcio-namento, em ambas as perspectivas descritas anteriormente, sendo assim possível efectuar uma avaliação, qualitativa ou quantitativa, sobre os diferentes aspectos de forma a ser possível tomar decisões com o objectivo de maximizar a qualidade de serviço entregue aos utilizadores, para que esta seja percebida de forma positiva.

Assim sendo, serão apresentadas duas formas de analisar a qualidade de serviço dos transpor-tes públicos. Primeiramente, será apresentado o SERVQUAL e as suas dimensões, e em seguida os oito critérios definidos pela norma EN13816.

Para Parasuraman et al. [26], existem cinco dimensões que definem a qualidade percebida de um serviço:

• Tangibilidade: Aparência de instalações físicas, equipamentos, pessoal, e materiais de co-municação e informação.

• Fiabilidade: A capacidade de executar o serviço planeado de forma fiável e precisa. • Capacidade de resposta: Vontade de ajudar os utilizadores e de fornecer um serviço rápido. • Garantia: O conhecimento e a cortesia dos funcionários e a sua capacidade de transmitir

confiança no serviço prestado.

• Empatia: Prestação de cuidados e atenção individualizada aos utilizadores.

De forma a avaliar a globalidade da qualidade de serviço em função destas cinco dimensões, é feita uma análise entre a diferença da qualidade de serviço expectável e a qualidade de serviço percebida, avaliando cada uma destas cinco dimensões em separado.

Na Figura2.3 é possível observar as cinco dimensões propostas por Parasuraman et al. [26] usadas para avaliar a qualidade de serviço, comparando o serviço expectado com o serviço perce-bido.

Mais recentemente, a norma EN13816 definiu oito critérios que dividem e avaliam a quali-dade de serviço dos transportes públicos, de uma forma mais especifica e tendo em conta as suas particularidades, em seguida apresentados:

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1. Disponibilidade: localização geográfica das infraestruturas do serviço, horários, frequência e modo de transporte.

2. Acessibilidade: acesso ao serviço de transportes públicos e interface entre os diferentes meios de transporte. Também está associado a acessibilidade financeira, isto é, tarifas e custos dos bilhetes.

3. Informação: fornecimento de informação sobre os diferentes tipos de transporte público para auxilio do planeamento e realização da viagem.

4. Tempo: aspectos temporais relevantes para o planeamento e execução da viagem, quanto tempo demora a viagem e quanto é o tempo de espera para a chegada do transporte. 5. Atendimento ao utilizador: elementos do serviço introduzidos para efectuar a melhor

cor-respondência entre o serviço padrão e os requisitos individuais do utilizador.

6. Conforto: elementos de serviço introduzidos com o objectivo de tornar as viagens relaxan-tes e mais agradáveis.

7. Segurança: sensação de protecção pessoal dentro dos transportes públicos e nas infraestru-turas associadas.

8. Impacto ambiental: efeitos da utilização dos transportes públicos no meio ambiente.

Figura 2.3: Modelo SERVQUAL. [26]

Devido à natureza global das cinco dimensões do modelo SERVQUAL, este pode ser aplicado para avaliar a qualidade de serviço de qualquer tipo de serviço, sendo para isso necessário adaptar as particularidades dos transportes públicos às cinco dimensões apresentadas. Por outro lado, a norma europeia já tem em conta estas particularidades, definindo como oito os critérios que mais influenciam a qualidade de serviço dos transportes públicos. Barabino et al. [27] adapta o modelo SERVQUALem conformidade com a norma europeia EN13816, relacionando as cinco dimensões do modelo com os oito critérios da norma europeia.

Segundo S. Güner [28] a qualidade de serviço pode ser definida em duas categorias, conve-niência, que engloba os aspectos relacionados com a disponibilidade dos transportes públicos,

(23)

2.3 Avaliação da qualidade de serviço 11

localização das infraestruturas, existência de uma grande variedade de horários, capacidade de transporte de passageiros e a sua acessibilidade, e por outro lado, conforto, relacionado com o rá-cio de ocupação do veículo, velocidade, equipamento de ar condirá-cionado nos veículos e a distância entre os pontos de origem e chegada.

De uma forma geral, a qualidade de serviço nos transportes públicos é medida em função das diferenças entre as expectativas e as percepções dos utilizadores. Estas podem ter em conta a qualidade de serviço na sua globalidade ou então em função das cinco dimensões ou oito critérios apresentados anteriormente, servindo de base para a avaliação da qualidade do serviço [14].

2.3 Avaliação da qualidade de serviço

Da análise do loop da qualidade de serviço e respectivas gaps, representadas na Figura2.1e na Figura2.2, e tal como descrito anteriormente, existem duas perspectivas na análise da qualidade de serviço dos transportes públicos. Por um lado, a perspectiva dos utilizadores do serviço, sendo estes os verdadeiros júris da qualidade de serviço dos transportes públicos [29], avaliada através de questionários sobre a sua satisfação em relação aos transportes públicos, tendo em conta a sua globalidade e os atributos que compõe os transportes públicos. Por outro, a perspectiva dos operadores e das autoridades responsáveis, que analisam a qualidade de serviço de forma mais objectiva, em função de objectivos e metas propostas, medida através de indicadores de desempe-nho que medem os vários atributos e particularidades do serviço de forma mais concisa e precisa. Por último, de forma a avaliar se a visão das identidades responsáveis pelos transportes públicos está alinhada com as necessidades dos utilizadores, pode ser necessário efectuar questionários so-bre a opinião de cada parte em relação aos transportes públicos, tentando inferir entre os diversos atributos quais são os mais relevantes e a importância entre eles.

2.3.1 Perspectiva do utilizador

As dimensões propostas por Parasuraman et al. [26] suportaram o desenvolvimento de um instrumento de estudo sobre a qualidade de serviço, realizado por questionários, o SERVQUAL [30]. O método SERVQUAL avalia a qualidade de serviço através da diferença entre a qualidade de serviço expectável e a qualidade de serviço percebida. Cronin et al. [31] apresenta críticas a este método, propondo uma abordagem tendo apenas em conta a qualidade percebida pelo utilizador, surgindo assim o SERVPERF. Apesar destes modelos permitirem a análise global da qualidade de serviço em estudo, através da análise das cinco dimensões considerados mais importantes, estes não definem quais os atributos de maior relevância para o utilizador e com maior prioridade, havendo assim a necessidade de atribuir pesos aos diferentes atributos.

De forma a medir a qualidade de serviço tendo em conta a importância dos diferentes atributos para diferentes utilizadores, mais recentemente foram propostos novos índices, tais como o Custo-mer Satisfaction Index. CSI [32], e Homogeneous Customer Satisfaction Index. HCSI [33]. O CSI mede a qualidade do serviço com base nas percepções do utilizador sobre as várias particularida-des do serviço, expressos em termos de taxas de importância, em comparação com as expectativas

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dos utilizadores, expressas em termos de taxas de satisfação. Porém, como nem todos os atributos têm a mesma importância para os diferentes utilizadores, Eboli et al. [33] propôs o HCSI, um índice baseado no ajuste das taxas de importância e de satisfação de modo a que os atributos mais homogéneos tenham mais peso na avaliação do serviços.

A tabela2.1apresenta um resumo dos critérios usados para efectuar uma análise da qualidade de serviço dos transportes públicos, avaliada por diversos autores, na perspectiva do utilizador, onde se identifica o modo de transporte, o método de avaliação usado e os critérios dessa avaliação, segundo os oito critérios definidos pela norma EN13816 ou as cinco dimensões definidas por Parasuraman et al. [26], através do modelo SERVQUAL.

Tabela 2.1: Resumo da análise da qualidade dos serviço de transportes públicos UNE-EN13816 [20]

Refs Ano M Método D AC I T AT C S IA SQ [26]

[34] 1991 A SERVQUAL X [35] 2007 A SERVQUAL(m) X [36] 2012 A SERVPERF X [37] 2007 B SERVPERF X [38] 2012 B SERVQUAL X [27] 2012 B SERVQUAL(m) X [39] 2018 B SERVQUAL X [40] 2018 B SERVQUAL X [41] 2015 TP SERVQUAL X [14] 2014 B SERVPERF(m) X X X X X X X [42] 2016 B CSI X X X X X X X [43] 2014 TP CSI X X X X X X [33] 2009 B HCSI X X X X X X X X [44] 2007 B SEM(1) X X X X X X X [45] 2012 B CART(2) X X X X X X X [46] 2013 B Método analítico X X X X X [47] 2013 B Método analitico X X X X X X [48] 2013 B SEM(1) X X X X X X X [49] 2014 B Rede neuronal X X X X X X X [50] 2014 B Clustering X X X X X X X [51] 2016 B BN(3) X X X X X X [52] 2016 B CART(2) X X X X X X X [53] 2016 B BLRM(4) X X X X X X [54] 2016 B Método estatístico X X X X X X [55] 2016 B Rede neuronal X X X X X X X [28] 2018 B Método analítico X X X X

(25)

Tabela 2.1 – Continuação da tabela

Refs Ano M Método D AC I T AT C S IA SQ [26]

[56] 2012 C SEM(1) X X X X X X [57] 2014 TP Método analítico X X X X X X [58] 2015 TP SEM(1) X X X X [59] 2017 TP Arvores de decisão X X X X X X X X [29] 2018 TP QFD(5) X X X X X X X [60] 2018 TP SEM(1) X X X X X X X X [61] 2018 TP Teste Hipóteses X X X X X X X

Modo: A: Avião, B: Autocarro, C: Comboio, TP: Transportes públicos intermodais

Método: (m) modificado, (1) Structural equation model; (2) Classification and regression tree; (3) Bayesian network; (4) Binary logistic regression model; (5) Quality function deployment

Critérios norma EN13816: D: Disponibilidade, AC: Acessibilidade, I: Informação; T: Tempo, AT: Atendimento, C: Conforto, S: Segurança, IA: Impacto ambiental

SQ: SERVQUAL

Da revisão de literatura realizada sobre a qualidade de serviço dos transportes públicos na pers-pectiva dos utilizadores surgiu a tabela2.1. Esta tabela apresenta uma resumo das avaliações rea-lizadas por diferentes autores em diferentes casos de estudo sobre os vários modos de transporte, através de diferentes métodos, sendo que os mais relevantes foram apresentados anteriormente. Em relação aos métodos, é possível dividir a tabela em duas partes distintas, a primeira, composta estudos que utilizam métodos criados com o objectivo de avaliar a qualidade de um serviço, tal como o SERVQUAL ou o SERVPERF [27,34–41], e do uso de índices para avaliar a satisfação dos utilizadores, tal como o CSI [42,43] ou o HCSI [33]. A segunda parte da tabela é composta por métodos mais generalistas, aplicados em diversos âmbito, através de modelos matemáticos, como o Structural equation modeling [44,48,56,58,60]. Face aos métodos tradicionais de obtenção de dados, tal como os questionários, com o avanço tecnológico têm surgido novos métodos para ob-tenção destes dados, tal como, técnicas de data mining, capaz de extrair informação sobre o estado dos transportes públicos através das redes sociais, analisando posts e comentários dos utilizadores, em relação ao congestionamento e o estado do serviço dos transportes públicos [62,63]. Após o processamento dos dados, estes podem ser usados por técnicas mais sofisticadas para a análise da qualidade de serviço, tal como, redes neuronais [49,55], árvores de decisão [59], Classification and regression tres[45,52], e técnicas de clustering [50], para segmentação de grupos. Também é possível observar a utilização de métodos analíticos que analisam as relações entre os vários critérios que definem a qualidade de serviço, definindo pesos e um hierarquia entre eles em função da sua importância [28,46,47,57], principalmente o Analytic Hierarchy Process. Por fim, é pos-sivel observar que é possível serem aplicados métodos estatísticos, como Bayesian network [51], Binary logistic regression model[53], Factor analysis [54], e teste de hipóteses [61] para a análise da qualidade de serviço.

Apesar de nem todos os autores fazerem referência à norma europeia, é possível relacionar os atributos usados para efectuar a avaliação com cada um dos oito critérios definidos pela norma, e

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isso pode ser concluído, através da análise dos atributos usados pelos autores que referenciam a norma [27,42,43,47,49,53], e os que não o fazem. Da comparação destes, é possível observar que ambos avaliam as mesmas características dos transportes públicos e que são coerentes com os critérios definidos pela norma. Apesar de todos os critérios serem importantes e relevantes para a avaliação da qualidade de serviço, é possível observar que nem todos os critérios são avaliados, tal como o impacto ambiental e o atendimento aos clientes, havendo um maior foco nos aspectos relacionados com a disponibilidade, acessibilidade, informação, tempo, conforto e segurança do serviço. Dos modos de transporte público avaliados, é possível observar que os autocarros são o modo de maior foco por ser o modo de transporte mais utilizado em toda a Europa [64], e possivelmente em todo o mundo. De todos os modos de transporte público este poderá ter a qualidade de serviço mais volátil pois, ao contrário dos outros modos de transporte, não circula numa via própria, sendo afectados por externalidades, tais como, o congestionamento causado pela elevada presença de veículos, públicos ou privados, nas vias de circulação, influenciando assim a fiabilidade do sistema. Esta conclusão reforça o objectivo de tentar atrair os utilizadores dos transportes privados nas suas deslocações para o uso de transportes públicos, diminuindo assim o número de veículos privados nas vias de circulação. Por outro lado, reforça a ideia de que é preciso gerir este modo de uma forma diferente, tendo em conta as infraestruturas associadas, a gestão correta da frota e da definição do desenho da rede, de forma a minimizar o impacto na qualidade de serviço.

2.3.2 Perspectiva do operador

A avaliação da qualidade de serviço na perspectiva do utilizador é importante para os operado-res dos transportes públicos, de forma a avaliar a satisfação destes perante o serviço poperado-restado pelos operadores dos transportes públicos. Tal como foi apresentado no Sub Capítulo2.1através da Fi-gura 2.2, o gap entre a qualidade de serviço procurada e a qualidade de serviço direccionada, o Market misreading gap, permite que o operador esteja informado sobre as necessidades e desejos dos utilizadores, sabendo quais os atributos dos transportes públicos que necessitam de um maior foco, de forma a tomar decisões que maximizem a qualidade de serviço. Após a identificação dos aspectos mais relevantes, é necessário definir objectivos e estratégias que visem a qualidade de ser-viço na perspectiva dos utilizadores, definindo-se indicadores que meçam e avaliem o desempenho do serviço, suportando assim as tomadas de decisões necessárias para alcançar as metas definidas anteriormente. O resultado destas decisões vai ter influência no serviço entregue aos utilizadores. no dia a dia, e consequentemente na satisfação deste sobre o serviço.

Os indicadores de desempenho, Key Performance Indicators, KPI, são uma ferramenta impor-tante para os operadores dos transportes públicos, ajudando nas tomadas de decisões nos vários níveis de decisão, em função dos dados usados, do processamento destes e das conclusões retiradas sobre os mesmos [65]. Estes avaliam o serviço tanto a nível estratégico como a nível operacional, através de indicadores de desempenho generalistas, de eficiência e de eficácia.

(27)

Estes indicadores são definidos tendo em conta os critérios propostos pela norma europeia, existindo por isso, oito grupos de indicadores que avaliam cada um desses critérios. Os indicado-res que avaliam a disponibilidade dos transportes públicos analisam a taxa de cobertura da rede, avaliando o número de paragens e estações numa determinada área, e a distância entre estas, em função dos habitantes nessa área, a necessidade de transbordo entre as mesmas e a distância entre o ponto de partida e chegada, tal como, o horário de funcionamento e a frequência de partida dos transportes públicos. Os indicadores de acessibilidade avaliam a distância entre os diferentes fo-cos populacionais e as infraestruturas mais próximas, a existência de interfaces externas para peões e ciclistas, parques de estacionamento, interfaces internas nas infraestruturas, para o movimento dos utilizadores e acesso facilitado para pessoas com dificuldades motoras, e principalmente, pre-ços acessíveis. Os indicadores referentes à informação analisam a existência da mesma e se esta é exposta de forma correcta e bem localizada. Também avaliam a existência de comunicação e informação em condições anormais do funcionamento dos transportes públicos. Os indicadores referente ao critério do tempo avaliam a pontualidade e fiabilidade dos transportes públicos. Os indicadores que avaliam o atendimento ao cliente e o conforto estão sujeitos às opiniões dos uti-lizadores. Os dados para a análise destes dois aspectos podem ser obtidos através de questionários ou de reclamações e dependem das perspectivas e experiências de cada utilizador. Por outro lado, a segurança, apesar de também depender das experiências e perspectivas do utilizador, é possível ser avaliada objectivamente através de indicadores que meçam o número de crimes cometidos nas infraestruturas dos transportes públicos, tal como, o número de acidentes que envolvem os veí-culos dos transportes públicos e seus passageiros. Por último, os indicadores relacionados com o impacto ambiental permitem avaliar a poluição produzida pelos transportes públicos, através de estudo dos gases emitidos pela frota, níveis de ruído produzido e consumos energéticos.

Da análise dos indicadores apresentados, é possível observar que existem indicadores objec-tivos, tal como os referentes à disponibilidade, acessibilidade, tempo e impacto ambiental, que estão fortemente ligados aos níveis de decisão superiores, e indicadores mais subjectivos, que de-pendem das perspectivas e experiências dos utilizadores, tais como, informação, atendimento ao utilizador, conforto e segurança, associados às operações do dia a dia.

Persia et al. [9] divide os indicadores em três categorias: (i) estruturais, referentes às carac-terísticas das infraestruturas dos transportes públicos, (ii) sustentáveis, para avaliar as condições actuais de cada cidade, tentando descobrir a relação entre elas e as políticas implementadas, e (iii) políticos, a fim de identificar boas práticas em termos de políticas bem-sucedidas com foco na sustentabilidade.

Boujelbene et al. [66] aplicou métodos analíticos, através de Analytic Hierarchy Process, AHP, para analisar o desempenho dos transportes públicos, segundo a perspectiva de vários operadores sobre os vários critérios apresentados, definindo quatro categorias de indicadores: (i) económicos, (ii) eficiência, avaliando as expectativas dos utilizadores face às politicas aplicadas, (iii) eficácia, optimização das politicas aplicadas e dos recursos, e da (iv) qualidade global do sistema entregue ao utilizador.

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2.4 Síntese conclusiva

Neste capítulo foi apresentado a qualidade de serviço nos transportes públicos e todas as suas ramificações. Em primeiro lugar, introduziu-se a definição da qualidade de serviço e as duas perspectivas inerentes aos transportes públicos, os utilizadores e os operadores de serviço, sendo apresentado o loop da qualidade de serviço e respectivas gaps. Em seguida, foram apresentados os modelos iniciais que exploraram a qualidade de serviço, as dimensões que os compõe, os índices criados, tal como as normas europeias que servem de base para os gestores dos transportes públicos atingirem uma qualidade de serviço elevada e satisfatória, em função dos critérios definidos, indo ao encontro dos interesses dos utilizadores.

Através da análise das cinco dimensões do SERVQUAL e dos oito critérios definidos pelas normas europeias, é possível observar uma relação entre elas. As dimensões do SERVQUAL re-presentam um serviço mais abstracto, enquanto que os critérios da norma são especificamente aplicados às características dos transportes públicos. Após a definição dos atributos que descre-vem o serviço dos transportes públicos, é possível realizar uma avaliação da sua qualidade de serviço, na perspectiva do utilizador, através de diferentes métodos, tendo em conta as dimensões do SERVQUAL ou os oito critérios da norma europeia. Por último, foi apresentada a perspectiva do operador e os indicadores usados que permitem a avaliação do desempenho dos transportes públicos de forma mais objectiva.

(29)

Capítulo 3

Sistemas de Apoio à Decisão para gestão

de transportes públicos

Os Sistemas de Apoio à Decisão, SADE, são sistemas de informação que permitem analisar dados de diferentes perspectivas, com o objectivo de ajudar o utilizador na tomada de decisões para atingir um determinado objectivo [67]. Estes sistemas são ferramentas que auxiliam a tomada de decisões, não tendo como objectivo a substituição do decisor. Neste capítulo são apresentados os diferentes componentes, os níveis de decisão associados a estes sistemas e a sua aplicação nos transportes públicos.

3.1 Componentes e níveis de decisão dos Sistemas de Apoio à Decisão

Os SADE são geralmente compostos por três componentes distintos: (i) base de dados, onde é possível armazenar dados e extrair conhecimento; (ii) um modelo conceptual que representa o sistema, composto por ferramentas de análise, técnicas de modelação e métodos de resolução de problemas e, (iii) uma interface, que permite a interacção do utilizador com o sistema [68]. O modelo conceptual é considerado o componente mais importante por ser o responsável por processar e avaliar os dados e a informação existente nas base de dados, ajudando na tomada das decisões finais.

A arquitectura destes sistemas aplicados ao serviço de transportes públicos deve ser modular, de forma a serem utilizados por diferentes utilizadores, tendo em conta as particularidades dos diferentes modos de transporte, sendo composta por três níveis de decisão distintos [69]:

• estratégico: incluí o planeamento das decisões e acções a tomar para atingir um objectivo geral, de grande impacto numa área abrangida pelos transportes públicos. As decisões to-madas neste nível são complexas pois referem-se à globalidade do serviço e o seu impacto só poderá ser avaliado numa escala temporal muito grande.

• táctico: incluí a tomada de decisões a médio prazo, que suportam as decisões tomadas no nível anterior. Traduzem os objectivos gerais em requisitos específicos do serviço, definindo

(30)

18 Sistemas de Apoio à Decisão para gestão de transportes públicos

quais os meios e o seu funcionamento, de forma a atingir o que foi proposto e definido anteriormente.

• operacional: incluí a tomada de decisões sobre as várias operações diárias, com efeito imediato. Por estas decisões serem tomadas e aplicadas no dia a dia, estas têm grande impacto na qualidade de serviço entregue directamente ao utilizador, sendo principalmente neste nível que se monitoriza e avalia a qualidade de serviço entregue.

Na Figura3.1podem ser observados os três principais módulos que compõe um SADE, a base de dados, a vermelho, o modelo, a azul, e a interface com o utilizador, a verde e amarelo, e os respectivos níveis de decisão associados.

Por outro lado, na Figura3.2são apresentados os três níveis de decisão existentes, as questões levantadas em cada nível, pelas principais partes envolvidas e a sua influência nos níveis adjacen-tes, tal como a escala temporal das decisões a serem tomadas.

(31)

3.2 Sistemas de Apoio à Decisão aplicados na gestão de transportes públicos. 19

Figura 3.2: Os três níveis de planeamento e os respectivos responsáveis. [71]

3.2 Sistemas de Apoio à Decisão aplicados na gestão de transportes

públicos.

Os SADE são usados em diversas áreas de conhecimento, sendo muitas vezes aplicados para auxílio da tomada de decisões relacionadas com os transportes [72], designadamente transportes públicos [73,74], capazes de gerir e controlar o tráfego [75,76], definir rotas entre as várias infra-estruturas e estações [77], optimizar a acessibilidade aos vários modos de transporte e a interface entre estes [78], e gestão dos horários dos veículos [79] e da frota [80]. Neste domínio, eles per-mitem coordenar a operação dos diferentes componentes dos transportes públicos respeitando as políticas locais de forma a maximizar a eficiência e a qualidade de serviço, minimizando os níveis de poluição atmosférica, os consumos energéticos e os custos associados [81,82]. Face às carac-terísticas de um sistema de apoio à decisão apresentadas anteriormente, um sistema deste género aplicado à gestão dos transportes públicos tem as seguintes características [83,84]:

• Medição de dados em tempo real e históricos, medidos nas várias infraestruturas dos transportes públicos, que serão guardados na base de dados para futura utilização,

• Monitorização da rede de transporte,

• Previsão do estado da rede, nomeadamente detecção de anomalias,

• Optimização do funcionamento do sistema através dos dados recolhidos e de regras pré definidas,

• Sistema de informação geográfico, GIS, capaz de informar sobre a posição em tempo real de todos os veículos da frota e a localização das infraestruturas,

(32)

• Análise estratégica, capaz de ajudar a definir estratégias, com base nos dados medidos, de forma a minimizar e antecipar possíveis problemas na rede de transporte, fornecendo informação de modo a ajudar na decisão do operador.

Na Tabela3.1são apresentados vários tipos de sistemas de informação para resolver diferentes problemas de mobilidade relacionados com a gestão de transportes públicos. A tabela apresenta o objectivo ou problema a resolver, em função dos oito critérios definidos pela norma europeia EN13816 [20], apresentados no Capítulo2, a solução adoptada e os níveis de decisão associados. É possível observar que nas últimas décadas têm sido propostos diferentes sistemas de infor-mação para a gestão de transportes públicos por diferentes autores. Na tabela3.1são apresentadas diferentes soluções para melhorar as várias particularidades do serviço de transportes públicos, tendo sempre como objectivo entregar o máximo de qualidade de serviço possível, tendo em conta especialmente os aspectos relacionados com o tempo e disponibilidade, isto é, a localização ge-ográfica das infraestruturas dos transportes públicos, e a existência de horários e frequências que acomodem as necessidades dos utilizadores, tornando o serviço pontual e fiável.

Pode ser observado que quase todas as soluções utilizam sistemas de informação como base para a gestão do serviço e dos seus dados, ajudando na tomada de decisões face ao problema apre-sentado. Estas soluções fazem uso de novas tecnologias de comunicação e informação, baseando-se no conceito Internet of Things, IoT, que baseando-se refere à inter conexão de diferentes sistemas através da Internet. Através das tecnologias relacionadas com este conceito, é possível obter conheci-mento através dos dados medidos nas várias infraestruturas dos transportes públicos, de forma a reduzir a incerteza do serviço, e melhorar a capacidade e rapidez da resposta face a um problema, levando a uma gestão precisa dos transportes públicos [80]. Estes dados podem ser obtidos atra-vés de tecnologias que detectem a localização dum veículo automaticamente, o Automatic Vehicle Location, AVL, e dos passageiros, o Automated Passenger Counter, APC. Com estes dados é pos-sível realizar uma análise dos padrões de fluxo de mobilidade, incluindo o fluxo do tráfego dos veículos na rede e o fluxo da mobilidade dos passageiros, permitindo uma melhor gestão do trá-fego da rede [80,85]. Através dos dados medidos em tempo real e dos dados históricos, é possível desenvolver sistemas de análise e previsão, capazes de informar o utilizador sobre o estado geral da rede e os pontos críticos da mesma [76,85], prevendo variações de fluxo. Através do uso dos dados referentes à posição dos veículos, e do desenvolvimento de vias exclusivas para os transpor-tes públicos, o Bus Rapid Transit, BRT, é possível controlar a sinalética dos semáforos, em locais críticos e de grande congestionamento da rede, dando prioridade aos veículos de transportes públi-cos, de forma a evitar o tempo parado no trânsito e melhorar o fluxo do tráfego na rede. Da análise do fluxo da mobilidade dos passageiros, através dos dados APC, é possível observar os padrões de mobilidade existentes e as zonas urbanas de maior densidade populacional, permitindo aos opera-dores dos transportes públicos uma melhor gestão dos recursos disponíveis, de modo a responder satisfatoriamente a esta procura por parte dos utilizadores, fornecendo um serviço mais acessível e fiável [85]. É possível concluir que o uso de novas tecnologias, tais como os dados obtidos através do APC e do AVL, ajudam no planeamento e gestão do serviço de transportes públicos de forma eficaz e fiável, tendo em conta os três níveis de decisão e de planeamento apresentados.

(33)

Em Portugal, alguns operadores dos transportes públicos utilizam um sistema de apoio à deci-são para a gestão das operações diárias do serviço dos transportes públicos, o GIST [86], permi-tindo uma melhor gestão da frota, horários e staff.

Na Figura3.3é apresentado o ciclo composto por cinco fases de planeamento de um sistema de transportes públicos, e decisões associadas, procurando balancear a qualidade do serviço prestado aos utilizadores com os custos operacionais. Esta figura vai ao encontro do conceito do loop da qualidade de serviço apresentado anteriormente.

O planeamento estratégico é a fase inicial responsável pelo planeamento e desenho da rede de transporte. Nesta fase é analisada a procura do serviço dos transportes públicos, de forma a definir a cobertura e o desenho da rede. Este ajuste da rede foca-se tanto nos utilizadores, indo ao encon-tro da procura e necessidades, tendo como objectivo a minimização do número de transferências, percursos mais directos, e com grande acessibilidade e cobertura, tal como no meio ambiente, com o objectivo de minimizar as emissões de gases poluentes e os consumos energéticos, e também, o uso eficiente do solo. Na perspectiva dos operadores de serviço, este tem que ser rentável e operar sobre a legislação existente, satisfazendo as necessidades e a procura de quem os usa. O planeamento táctico é responsável pela definição da frequência dos horários e a sua optimização, de modo a minimizar os tempos de espera e de transferência, facultando horários flexíveis corres-pondendo à procura destes, sincronizados nas várias paragens e estações da rede, sempre tendo em conta os custos operacionais e o meio ambiente. O planeamento operacional é responsável pelas actividades mais operacionais do serviço, com foco em entregar o serviço proposto com o mínimo custo, estando relacionado com os horários dos veículos, dos condutores e manutenção das infraestruturas, e seus custos diários. É ao nível operacional que se efectuam as avaliações de desempenho do sistema de transportes públicos e a análise da qualidade de serviço, pois é a este nível que se obtém os dados usados para o cálculo dos indicadores de desempenho sobre os dife-rentes critérios definidos. Por fim, para realizar um planeamento sustentável, é necessário definir estratégias de marketing e políticas para atrair a utilização dos transportes públicos, e melhorar o sistema em função das exigências e dos níveis de satisfação dos utilizadores e qualidade de serviço global exigida [87,88].

A Figura3.4 apresenta as interdependências entre os vários níveis de decisão e planeamento de uma rede de transportes públicos, apresentando um resumo das decisões e acções tomadas nos vários níveis associados. Nesta Figura, é possível observar os inputs, o problema em questão, e os outputs gerados na gestão dos transportes públicos, relacionando os três níveis identificados anteriormente, com o controlo e gestão do sistema.

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Tabela 3.1: Resumo de soluções propostas para mobilidade urbana e sistemas de apoio à decisão para gestão dos transportes públicos

Objectivo/Problema Tipo de sistema desenvolvido Nível

Refs D AC I T AT C S IA SC SI GR GT GF GH AVL BRT APC E T O

[89] X X X X X X X [90] X X X X X X [91] X X X X X X X X X X X X X X X X X [92] X X X X X X [93] X X X X X X X [94] X X X X X X X [95] X X X X X X X [96] X X X X X X X X X [97] X X X X X X X X X X [98] X X X X X X X X X X X [99] X X X X [83] X X X X X X X X X X [75] X X X X X X X X X X [80] X X X X X X X X X X X [79] X X X X X X X X X X [78] X X X X X X [76] X X X X X X X X X X X X [77] X X X X X X X [100] X X X X X X [101] X X X X X X X X X X X [102] X X X X X X X

(35)

Tabela 3.1 – Continuação da tabela

Refs D AC I T AT C S IA SC SI GR GT GF GH AVL BRT APC E T O

[103] X X X X X X X X X

[104] X X X X X X X X

[105] X X X X X X X X X X X X

[106] X X X X X X X X

[107] X X X X X X X X X

Critérios norma UNE-EN13816: D: Disponibilidade, AC: Acessibilidade, I: Informação; T: Tempo, AT: Atendimento, C: Conforto, S: Segurança, IA: Impacto ambiental

Tipo de sistema desenvolvido: SC: Sistema de comunicação, SI: Sistema de informação, GR: Gestão da rede GT: Gestão de tráfego, GH: Gestão da frota, GH: Gestão de horários, AVL: Automatic Vehicle Location, BRT: Bus Rapid Transit, APC: Automatic Passenger Count.

Nível: E: Estratégico, T: Táctico, O: Operacional

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Figura 3.3: Componentes do planeamento de um sistema de transportes públicos. [88]

Figura 3.4: Interacções entre os vários níveis de planeamento e estratégias de controlo em tempo real. [87]

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3.3 Análise multi-critério na tomada de decisões para gestão dos transportes públicos 25

3.3 Análise multi-critério na tomada de decisões para gestão dos

trans-portes públicos

A gestão dos transportes públicos é efectuada através da tomada de decisões em função de diversos critérios e perspectivas. Para que estas decisões sejam as mais correctas possíveis é ne-cessário que o sistema de apoio à decisão tenha a capacidade de obter os dados nene-cessários de forma correcta, sendo composto por modelos conceptuais que representem correctamente o sis-tema, capazes de extrair conhecimento para posterior tomada de decisões. Este conhecimento é muitas vezes apresentado sobre a forma de indicadores de desempenho [108], permitindo aos operadores avaliar o desempenho do sistema e tomar decisões em função destes mesmos. Mnif et al. [101] apresenta um sistema de apoio à decisão capaz de capturar, armazenar e apresentar conhecimento para avaliar o desempenho de um serviço de transportes públicos, tendo em conta a disponibilidade, a pontualidade, o desempenho geral e a segurança do serviço. Djordjevic et al. [109] apresenta indicadores de desempenho aplicados a um ITS, afirmando que este tipo de sistema tem um impacto positivo no âmbito económico, social e ambiental, sendo por isso neces-sário avaliar o impacto da adopção deste tipo de sistemas e tecnologias relacionadas, através de indicadores de desempenho.

Como pode ser observado, os transportes públicos são um sistema complexo e com diversas particularidades. A norma EN13816 define oito critérios principais que representam as várias particularidades deste serviço, apresentado os componentes mais relevantes que influenciam for-temente a sua qualidade de serviço. Desta forma, a gestão deste tipo de sistemas é complexa e tem que ter em conta a relação entre estes oito critérios, obrigando os operadores dos transportes pú-blico e as autoridades responsáveis a tomar decisões com base em uma análise multi critério [110]. É preciso também ter em conta a perspectiva e as necessidades dos utilizadores de forma a respei-tar o loop da qualidade de serviço apresentado anteriormente, de forma a entregar um serviço com o máximo de qualidade possível.

Luca et al. [111] propõe uma metodologia de análise de decisões multi-critério baseado numa metodologia AHP para o processo de gestão e planeamento do serviço de transportes públicos, incluindo o envolvimento público, dos seus utilizadores, e dos stakeholders responsáveis, na de-finição dos objectivos, estratégias, políticas e regulamentos, analisando através de questionários, as preferências de cada grupo, em função dos critérios de acessibilidade, segurança, conforto, impacto ambiental e paisagem, permitindo a formação de pesos entre estes e dos respectivos indi-cadores, de modo a definir e comparar alternativas para melhorar a acessibilidade dos transportes públicos. Ghorbanzadeh et al. [112] e Moslem et al. [113] também propõe uma metodologia AHP para analisar a perspectiva dos actuais e futuros utilizadores, e responsáveis pela tomada de deci-sões, em função da qualidade do transporte, informação disponível e a qualidade de serviço. Esta metodologia permite aos stakeholders compreender melhor a perspectiva dos utilizadores para ajudar no desenvolvimento de um serviço de transportes públicos sustentáveis, consensual com a perspectiva e necessidades dos seus utilizadores, diminuindo assim a discrepância entre as duas perspectivas com o objectivo de melhorar a qualidade de serviço entregue.