Redes de Petri

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Algoritmo de consão de redes de Petri coloridas para Ladder Logic Diagram (LLD)

Algoritmo de consão de redes de Petri coloridas para Ladder Logic Diagram (LLD)

Neste trabalho é apresentada uma proposta de conversão de modelos de células de manufatura (FMS) em Redes de Petri Coloridas (RPC) para Ladder Logic Diagram (LLD) . Explora-se modelos de RPC controlados - construidos usando-se como metodologia de controle supervisório as Restrições de Controle sobre Cores Decompostas (RCCD) - e modelos não controlados. Enfatiza-se a transformação de RPC não controlada para LLD e a facilidade de inclusão do controle. Os resultados aqui descritos demonstram que a metodologia facilita o trabalho de um programador de CLP em LLD minimizando os possíveis erros durante a fase de programação. Para exemplificar a metodologia foi desenvolvido um conversor de RPC para LLD, produzido em ambiente JAVA, afim de evidenciar a dinâmica de conversão. Para a validação dos resultados do conversor é usado um robô articulado vertical controlado via CLP, que opera comparativamente com e sem supervisão, o qual fora modelado primeiramente em RPC sem supervisão, depois aplicada a técnica RCCD, a supervisão e a conversão para LLD.
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Reengenharia de um sistema de controladores domóticos utilizando Redes de Petri

Reengenharia de um sistema de controladores domóticos utilizando Redes de Petri

A dissertação começa por apresentar os formalismos de modelação utilizados para o desenvolvimento do modelo comportamental dos controladores domóticos Tiny Domots, quer na versão existente, quer para a nova versão. Assim, este capítulo apresenta vários formalismos de modelação divididos em dois subcapítulos (UML e Redes de Petri), decompostos em: Casos de Uso, Diagramas de Actividade, Diagramas de Estados e Redes de Petri. No subcapítulo dedicado às redes de Petri, além de abordados os temas gerais relacionados com este formalismo é ainda abordada a classe de Redes de Petri utilizada para a modelação do sistema, as Redes de Petri IOPT. No subcapítulo seguinte é apresentada uma forma de representação dessa mesma classe de Redes de Petri, a representação em PNML.
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ESTRATÉGIA DE MODELAGEM PARA CONTROLE DE FMS COMBINANDO REDES DE PETRI E UM SISTEMA FUZZY

ESTRATÉGIA DE MODELAGEM PARA CONTROLE DE FMS COMBINANDO REDES DE PETRI E UM SISTEMA FUZZY

No trabalho (SGAVIOLI, 2010) foi apresentada uma modelagem de sistema de manufatura usando redes de Petri Colorida Fuzzy que soluciona conflitos do sistema considerando informações do sistema em tempo real. A característica de usar variáveis do sistema para solucionar conflitos em tempo real cobre uma das desvantagens do trabalho (ARAÚJO, 2006). Neste trabalho o controle é realizado de forma inteligente, pois considera informações do sistema como, por exemplo, a quantidade de produtos em buffer. Isto representa uma vantagem em relação ao trabalho (ARAÚJO, 2006). Uma desvantagem do trabalho (SGAVIOLI, 2010) é o aumento da complexidade de compreensão ou leitura do modelo. Outra desvantagem é a dificuldade de adequar este modelo para outros planos de produção. A configuração deste modelo em sistemas reais exige equipamentos de processamento de controle de alta capacidade. Isto também é uma desvantagem.
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O potencial das redes de Petri em modelagem e análise de processos de negócio.

O potencial das redes de Petri em modelagem e análise de processos de negócio.

De acordo com Holt (2000), as redes de Petri permitem desenhar planos de sistemas gerais caracterizados por alto nível de concorrência. Na estrutura de workflow, tais planos são esboços globais ou parciais da forma específica de realizar alguns tipos de atividades complexas e, princi- palmente, distribuídas. Essas atividades serão focadas como específicas (planejamento de recursos de vários tipos) ou como controladoras de falhas, custos ou carga de trabalho. Desde que todo o negócio possa ser con- siderado como sistema que envolve operações complexas e concorrentes (produção, marketing, contabilidade, procedimentos financeiros, negociações, etc.), o uso das redes de Petri em seu planejamento ou análise parece uma idéia natural. Um modelo em rede de Petri da estrutura causal e operacional do workflow pode fornecer forte fundamentação lógica e contexto realístico nas questões de gerenciamento do negócio, o que permite a aplicação de algoritmos provenientes da matemática aplicada, teoria da decisão, teoria de jogos, pesquisa de operação, esta- tística, etc. A chave do sucesso para implantar esses algoritmos dentro de redes de Petri é a flexibilidade da modelagem de redes do tipo Predicado/Transição.
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Modelagem de conceitos e processos matemáticos por redes de petri coloridas: o caso da integrabilidade de funções reais.

Modelagem de conceitos e processos matemáticos por redes de petri coloridas: o caso da integrabilidade de funções reais.

Como estudo de caso, apresenta-se uma modelagem para a organização do conteúdo de ensino sobre integrabilidade de funções reais baseada na evolução do conceito de integral, noção central do Cálculo Diferencial e Integral (CDI). Para isto, considera-se, inicialmente, uma função real, limitada e definida em um intervalo fechado e limitado da reta, que vai percorrendo uma rede de Petri e sendo analisada relativamente a condições suficientes que permitam a sua integrabilidade por Cauchy, por Riemann, por Lebesgue ou por nenhum destes. Em seguida, a função é integrada em uma sub-rede pelo processo mais adequado. A ideia de se modelar esse conceito por redes de Petri originou-se no contexto da sala de aula, por ocasião de seu ensino aos alunos de primeiro ano do Curso de Graduação em Engenharia de Teleinformática (CGETI), da Universidade Federal do Ceará (UFC), na disciplina de Cálculo Fundamental.
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Modelagem de sistemas de manufatura usando Redes de Petri Coloridas Fuzzy focando a solução de conflitos

Modelagem de sistemas de manufatura usando Redes de Petri Coloridas Fuzzy focando a solução de conflitos

No trabalho de Turgay (2009), a modelagem de um sistema de controle baseado em agentes foi representada através de redes de Petri e o desempenho foi avaliado através do tempo associado aos lugares da rede. O objetivo foi gerar uma programação eficiente para o processamento dos produtos. O controle de um sistema baseado em agentes é um mecanismo que monitora continuamente o estado e as condições do sistema e realiza decisões relacionadas à produção. Decisões como qual peça será processada e em quanto tempo, o robô ou o AGV que será usado, qual plano de processamento será implementado com qual seqüência de operações é realizada pelo agente.
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Aplicação de redes de Petri interpretadas na modelagem de sistemas de elevadores...

Aplicação de redes de Petri interpretadas na modelagem de sistemas de elevadores...

A abordagem empregada no desenvolvimento deste trabalho baseia-se na caracterização dos sistemas de elevadores como sistemas a eventos discretos (SED), pois sua dinâmica é definida através da ocorrência de eventos e a manutenção de estados discretos. Assim, na metodologia utiliza-se técnicas derivadas das redes de Petri (redes de Petri interpretadas), de comprovada eficiência para a modelagem, análise e controle de SEDs. Estas ferramentas são usadas através de uma abordagem estrutural, onde o sistema é modelado em diferentes níveis de abstração: um modelo conceitual obtido pelo uso da técnica PFS (Production Flow Schema) em um primeiro nível, e o refinamento deste para modelos funcionais através do uso do MFG (Mark Flow Graph) e suas extensões, onde são preservadas as estruturas das atividades do nível superior e são descritos os detalhes em um nível funcional.
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Verificação formal automatizada para sistemas de raciocínio procedural (PRS) utilizando redes de petri coloridas (RPC)

Verificação formal automatizada para sistemas de raciocínio procedural (PRS) utilizando redes de petri coloridas (RPC)

As declarac¸˜oes, no lado esquerdo superior da figura, mostra-nos que nesse exemplo temos quatro conjuntos de cor (U, I, P e E) e duas vari ´aveis (x e i). O uso de conjuntos de cor em RPC ´e an´alogo ao uso de tipos em linguagem de programac¸˜ao: cada lugar tem um conjunto de cor ligado a este, significando que cada marca presente neste lugar deve ser necessariamente pertencente ao conjunto de cor deste lugar. Analogamente aos tipos, os conjuntos de cor definem as cores atuais (que s˜ao membros dos conjuntos de cores), al´em de definirem as operac¸˜oes e func¸˜oes que podem ser aplicadas `as cores. Neste exemplo, o conjunto de cor U cont´em dois elementos (p e q) enquanto o conjunto I cont´em os inteiros. O conjunto de cor P ´e um par, em que o primeiro elemento ´e do tipo U e o segundo, do tipo I. Finalmente, o conjunto E cont´em apenas um elemento simples, e isso significa que as marcas n˜ao transportam informac¸˜oes (como nas redes de Petri ordin´arias s˜ao conhecidas como marcas sem cor).
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IOPT2IEC61131 – Execução de redes de Petri em Autómatos industriais (PLCs)

IOPT2IEC61131 – Execução de redes de Petri em Autómatos industriais (PLCs)

Neste capítulo serão abordadas as regras de tradução necessárias para se realizar a passagem de determinados modelos de redes de Petri da classe IOPT, para as linguagens de Diagramas Ladder e Lista de Instruções das norma IEC61131. Podendo existir vários tipos de redes de Petri, o primeiro passo é identificar que tipo de rede de Petri se vai traduzir. Como já referido no capítulo 2, podem existir redes de Petri com diferentes propriedades tornando- as muito distintas umas das outras, entre elas as mais focadas pelo presente trabalho são, as redes de Petri seguras e as redes de Petri limitadas, o que irá obrigar a diferentes tipos de abordagem na criação destas regras de tradução. Para se verificar se estas redes de Petri são seguras ou limitadas, usou-se a ferramenta de geração de espaço de estados presente nas IOPT Tools como já referido no capítulo 2. Se o número máximo de marcas por lugar for um, está-se perante uma rede de Petri segura, caso contrário será uma rede de Petri limitada. Será importante definir diferentes regras de tradução para diferentes tipos de redes de Petri por questões de alocação de memória e velocidades de processamento [14].
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Arquitetura multiprocessada e reconfigurável para a síntese de redes de Petri em hardware

Arquitetura multiprocessada e reconfigurável para a síntese de redes de Petri em hardware

A arquitetura proposta pode ser considerada uma Rede-em- Chip, a qual possui uma estrutura de comunicação que pos- sibilita o projeto de sistemas escaláveis e reutilizáveis, sendo uma alternativa às arquiteturas que vêm sendo utilizadas nos Systems-on-Chips atuais, como barramentos e canais dedica- dos (Benini and Micheli, 2002) (Dally and Towles, 2001). A rede-em-chip é baseada nos fundamentos já consolidados das redes de computadores e pode ser definida como um conjunto de roteadores interligados por canais ponto-a-ponto cujo mo- delo de comunicação é, tipicamente, o de troca de mensa- gens, sendo que a comunicação entre unidades de processa- mento, as quais são acopladas aos roteadores, é feita pelo en- vio e recebimento de mensagens de requisição e de resposta (Zeferino, 2003) (Dally and Towles, 2001) (Liu et al., 2004). Contudo, modelos básicos de roteadores (Guerrier and Grei- ner, 2000) (Zeferino et al., 2002) (Pande et al., 2003) cita- dos na literatura de Redes-em-Chip subdividem o pacote em um conjunto de quadros, e estes são transmitidos pela rede. Como a idéia em Redes-em-Chip é realizar um sistema de comunicação capaz de se adaptar a diferentes unidades de processamento num sistema heterogêneo, tais unidades de processamento podem enviar pacotes de tamanhos variados e assim, a subdivisão de pacotes em quadros se torna necessá- ria. Os modelos de Redes de Petri que podem ser implemen- tados na arquitetura proposta realizam uma comunicação de granularidade fina, ou seja, as informações necessárias para determinar o disparo de uma transição são enviadas em um único pacote. Assim, utilizando um sistema de comunicação de granularidade fina, não é necessário subdividir os paco- tes em quadros reduzindo-se, assim, a lógica que controla o fluxo de pacotes em cada roteador.
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Aplicação da modelagem por redes de Petri para avaliação ocupacional de trabalhadores

Aplicação da modelagem por redes de Petri para avaliação ocupacional de trabalhadores

Durante o desenvolvimento da pesquisa foram consultadas algumas referências que podem ser citadas, pois possuem relação com o objetivo deste artigo. Silva (2002) aplica Redes de Petri (RdP) para redução de custos em manufatura. Aplicações similares surgem em Dicesare et al. (1993). Jeng et al. (2000) apresentam uma teoria para o uso de RdP na modelagem de sistemas de manufatura. Boucher et al. (1989) aplicam RdP para controle de células de manufatura. Lee e Dicesare (1994) usam RdP em conjunto com heurísticas de busca para programar manufatura flexível. Martinez et al. (1987) usam RdP para especificar um sistema de coordenação de produção. Zhou e Dicesare (1991) usam RdP em programação de manufatura com compartilhamento de recursos. Proth et al. (1997) e Jeng et al. (2000) propõem classes de RdP específicas para modelagem de sistemas de manufatura de alta complexidade. Fung et al. (2002) usam RdP em controle adaptativo de manufatura. Wu e Zhou (2001), Xiong e Zhou (1997), Banaszak e Krogh (1990) e Xing et al. (1996) aplicam diferentes métodos baseados em RdP para tratar de um problema que pode surgir em manufatura flexível, o deadlock, quando duas tarefas ficam esperando, uma pela outra.
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JOÃO PAULO DA SILVA FONSECA REDES DE PETRI DE ALTO NÍVEL E PNRD

JOÃO PAULO DA SILVA FONSECA REDES DE PETRI DE ALTO NÍVEL E PNRD

A cada dia um número maior de pessoas passa a se interessar por atividades ao ar livre. Um exemplo comum no Brasil é caminhar em trilhas e travessias ao longo de biomas naturais, normalmente gerenciados por parques estaduais. Porém, nem sempre os principiantes dispõem de conhecimento da área ou estão acompanhados por um guia e muitos nem mesmo estão fisicamente preparados para completar o percurso. Consequentemente, percebe-se um aumento significativo no número de incidentes de pessoas perdidas ou feridas em trilhas e travessias no país. Devido ao apelo social, algumas áreas da tecnologia já auxiliam estudos científicos sobre operações de busca e salvamento, como é o caso da robótica móvel e da inteligência artificial. No entanto, soluções para ambientes de trilhas e travessias são pouco relatadas na literatura, mostrando-se um desafio para a área. Esta tese propõe uma solução, baseada em redes de Petri de alto nível e na tecnologia RFID, aplicada no controle de robôs móveis para operações de busca e salvamento em trilhas e travessias. Para isso, parte-se do conceito de uma técnica denominada rede de Petri inserida em base de dados RFID (PNRD), originalmente desenvolvida para rastreio e controle de movimentação de objetos passivos ao longo de processos logísticos e de manufatura. Para ambientes característicos de busca e salvamento, nos quais há interesse em se rastrear e controlar a movimentação de agentes com comportamento ativo, propõe-se uma modificação estrutural da PNRD, denominada PNRD invertida ou iPNRD. A tese apresenta ainda duas arquiteturas de controle utilizadas para integrar os modelos em redes de Petri de alto nível, desenvolvidos na plataforma CPN Tools, tanto com dispositivos embarcados em robôs móveis, como com o ambiente de simulação desenvolvido na plataforma V-REP. Testes operacionais indicam que o método proposto tende a aumentar a rastreabilidade do usuário e direcionar as buscas para área reduzida, aumentando as chances de salvamento.
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LOCPN: REDES DE PETRI COLORIDAS NA PRODUÇÃO DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM

LOCPN: REDES DE PETRI COLORIDAS NA PRODUÇÃO DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM

A utilização de Redes de Petri como mecanismo de validação de interfaces de aplicações pode ser encontrada em alguns trabalhos. Em [13], por exemplo, é apresentado o ICO (Interactive Cooperative Objects), que é um formalismo para projeto de sistemas interativos baseado em objetos, no qual o comportamento dos mesmos é modelado com Redes de Petri Hierárquica. Nesse trabalho, a estrutura utilizada para representar as interações torna a representação do sistema bastante complexa e, portanto, inviabiliza a utilização dessa representação como mecanismo de comunicação em equipes de desenvolvimento de OAs. Em [14] é apresentado o sistema OSU (Oregon Speedcode Universe), que utiliza Redes de Petri ordinárias na descrição de interfaces de aplicações. Nesse sistema, cada ação do usuário é mapeada em uma transição do sistema. Por conta disso, as especificações se tornam bastante extensas e de difícil análise.
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Uma abordagem para a Modelagem e Simulação de Processos de Negócio Baseada nas Redes de Petri Estocásticas e Redes de Petri Contínuas Temporizadas

Uma abordagem para a Modelagem e Simulação de Processos de Negócio Baseada nas Redes de Petri Estocásticas e Redes de Petri Contínuas Temporizadas

As redes de Petri estocásticas, introduzidas por (FLORIN; FRAIZE; NATKIN, 1991), são caracterizadas por terem um tempo aleatório associado a cada uma de suas transições. Em uma rede de Petri temporizada, um tempo fixo é associado a cada uma de suas transições ou lugares. No caso de sistemas de produção, por exemplo, o tempo de trabalho de uma máquina para tratar uma determinada peça é constante. Porém, existem fenômenos que não podem ser modelados adequadamente utilizando duração constante, que é o caso, por exemplo, do tempo que uma máquina consegue funcionar de forma adequada entre duas falhas. Esse tempo deve ser medido usando uma variável randômica e é neste caso que as redes de Petri estocásticas devem ser usadas, associando um tempo randômico a cada transição. Geralmente os tempos são atribuídos de acordo com uma distribuição exponencial (DAVID; ALLA, 1992).
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Avaliação de desempenho da composição de web services usando redes de petri

Avaliação de desempenho da composição de web services usando redes de petri

Resumo. Web Services tem desempenhado um importante papel no desenvolvimento de sistemas distribuídos. Particularmente, a possibilidade de se compor Web Services já implementados a fim de prover uma nova funcionalidade é uma abordagem interessante para construção de sistemas distribuídos. Contudo, escolher a melhor composição continua sendo um desafio à medida que diferentes qualidades podem ser observadas na composição, como segurança, desempenho, tolerância a falhas, e assim por diante. Neste contexto, este artigo propõe uma metodologia baseada em Redes de Petri Estocásticas para modelar, avaliar e apoiar a escolha das composições de Web Service considerando aspectos de desempenho. Com o intuito de ilustrar a metodologia proposta, ela foi aplicada em um estudo de caso clássico de aprovação de crédito.
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Decomposição de Redes de Petri IOPT

Decomposição de Redes de Petri IOPT

Este método toma como recurso o uso de transições como nós de interface de comunicação entre sub-redes, ligadas entre si por meio de canais síncronos direccionais. A comunicação adopta o paradigma Master/Slave em que uma única direcção é assumida. Cada transição num conjunto de transições síncronas possui um atributo Master ou Slave. Em cada conjunto de transições síncronas, uma e apenas uma transição possui o atributo Master e o resto das transições do mesmo conjunto são obrigatóriamente definidas com o atributo Slave. Uma transição com o atributo Slave só dispara quando a transição Master do mesmo conjunto de transições síncronas dispara. Uma transição apenas pode pertencer a um único conjunto de transições síncronas. O uso de canais síncronos na comunicação entre transições foi também considerado em [29], onde são considerados dois tipos de inscrições para as transições de comunicação síncronas, downlink e uplink. As transições uplink podem responder a todas as transições e só se encontram habilitadas a disparar quando recebem pedido de disparo de uma transição downlink do mesmo canal. Usando como referência a classe redes de Petri IOPT, apenas a transição com o atributo Master de um conjunto de transições síncronas possui a si associadas guardas de sinais e eventos. As definições seguintes foram extraídas de [1]:
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Mapeamento do modelo de processos de negócio do EKD em redes de Petri.

Mapeamento do modelo de processos de negócio do EKD em redes de Petri.

Desde que Zisman (1977) usou redes de Petri para mo- delar workflow pela primeira vez, muitos autores publica- ram trabalhos que procuravam, também, integrar os dois assuntos. Entre eles, podem-se mencionar: Chrzastowski- Wachtel et al. (2003); Rinderle et al. (2003); Chen-Burger e Stader (2003); Cindio et al. (1988); Li et al. (1993); Ferscha (1994); Merz et al. (1995); Schömig e Rau (1995); Ellis e Nutt (1996); Nutt (1996); Wikarski (1996); Oberweis (1997); Aalst (1998); Adam et al. (1998); Badouel e Oliver (1998); Dehnert (2003); Aalst e Hee (2002); Eshuis e Deh- nert (2003); Grigova (2003); Verbeck et al. (2002). Aalst e Hee (2002) ai rmam que existem diversas razões para usar redes de Petri para modelagem de processos de negócio: 1. Semântica formal: um processo de negócio especii cado
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Um Modelo de decisão para adoção de serviços em nuvem usando redes de Petri

Um Modelo de decisão para adoção de serviços em nuvem usando redes de Petri

Durante a revisão de literatura, foram identificados diversos trabalhos relacionados aos fatores que afetam as decisões de adoção de serviços em nuvem. Alguns trabalhos relacionam-se à análise de custos, e nessa categoria vários se dedicam a técnicas para minimizar os custos, usando métodos como programação linear e teoria das filas. A maioria dos trabalhos analisados se refere à avaliação qualitativa, pois a variedade de aspectos qualitativos a serem analisados é muito grande. Dentre os trabalhos de avaliação qualitativa, o método AHP (Haas & Meixner, 2013) destaca-se como um dos mais populares. Poucos trabalhos procuram avaliar os dois aspectos simultaneamente. Somente um trabalho utiliza redes de Petri para simulação de resultados, como este trabalho propõe. A análise comparativa entre utilização de serviços de nuvem e hospedagem on-premises é feita por poucos autores, e em geral somente para um cenário (SaaS, IaaS). Na pesquisa realizada, não foi encontrado nenhum trabalho com a mesma proposta deste, ou seja, propor um framework para apoio ao processo decisório que possibilite análise de custos em nuvem e on-premises para os diversos cenários da nuvem, e que permita a utilização de método multicritério para abranger a análise qualitativa.
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Fluxo de dados em redes de Petri coloridas e em grafos orientados a atores

Fluxo de dados em redes de Petri coloridas e em grafos orientados a atores

A diferença entre sistemas orientados a fluxo de dados e sistemas de controle de fluxo de tarefas pode ser observada em várias representações utilizadas para modelagem desses sistemas. Por exemplo, visualizações de workflows de negócios freqüentemente se assemelham a fluxogramas ou diagramas de transição de estados enfatizando eventos e controle de fluxo de tarefas ao invés de dados. A análise formal de workflows geralmente envolve o estudo de seus padrões de controle de fluxo de tarefas [2] e freqüentemente é representada por redes de Petri. Já o modelo de execução de sistemas de workflows científicos geralmente se assemelha a redes de processamento de fluxo de dados [32] e são representados por grafos com vértices que podem ser vistos como processos concorrentes trocando dados por meio dos arcos. Essas redes de processamento de fluxo de dados possuem, tradicionalmente, aplicações em processamento digital de sinais e engenharia elétrica.
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Análise de desempenho de um corredor brt sob a ótica da velocidade operacional via redes de petri coloridas

Análise de desempenho de um corredor brt sob a ótica da velocidade operacional via redes de petri coloridas

Resumo: Dada a importância do tempo de viagem para a competitividade e atratividade do transporte público, este trabalho visa apresentar um modelo em redes de Petri coloridas que permita a análise de desempenho de um corredor BRT, em relação à velocidade operacional. Trata-se de uma pesquisa explicativa que busca propor uma nova forma de análise a um fenômeno conhecido. O modelo foi aplicado a um trecho de um corredor BRT, na Região Metropolitana do Recife, para validação. A partir dessa análise foram identificados os pontos críticos da operação e propostas medidas, como a introdução de plataformas de embarque em nível e priorização semafórica, a fim de aumentar a velocidade e a regularidade operacional no trecho. Um modelo com essas medidas implantadas foi simulado e aponta resultados satisfatórios ao possibilitar o aumento a velocidade operacional do corredor. Como conclusão, destaca-se a efetividade da modelagem e simulação em redes de Petri para análise de desempenho de um corredor de BRT e a importância de investigar os elementos de projeto e medidas operacionais que podem contribuir para o aumento da eficiência operacional de um corredor de transporte público.
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