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Revista ALCONPAT
versão On-line ISSN 2007-6835
Rev. ALCONPAT vol.7 no.1 Mérida Jan./Abr. 2017
https://doi.org/10.21041/ra.v7i1.171
Estudos de caso
Avaliação de sustentabilidade de Duas pontes emblemáticas e em construção numa importante via aérea usando a técnica Fuzzy Vikor: Um estudo de caso
1Department of Environmental Engineering, Delhi Technological University, Delhi, India.
2M.tech. (Environmental Engineering).
Dois projetos de pontes emblemáticas sobre o rio Yamuna em Delhi, em construção, foram avaliadas a partir de critérios de sustentabilidade usando a técnica de Fuzzy-Vikor. O Projeto de Via Elevada de Barapulla foi considerado o mais sustentável em comparação com o Projeto Signature Bridge em termos de vários indicadores identificados durante o estudo. Em geral, os objetivos de fornecer recursos sustentáveis são os de encontrar um equilíbrio entre o que é importante para a comunidade, para o ambiente natural e é economicamente sólido. Durante o estudo, percebe-se que o social, o econômico e o ambiental são os parâmetros estabelecidos de sustentabilidade para os países desenvolvidos enquanto outras questões como governança, parâmetros técnicos e engenharia interna também desempenham um papel fundamental para economias em desenvolvimento como a Índia.
Palavras chave: sustentabilidade; Fuzzy-Vikor; governança; parâmetros técnicos; engenharia interna
Dos proyectos de puentes emblemáticas sobre o rio Yamuna en Delhi, em construcción, fueron evaluados a partir de criterios de sustentabilidad usando a técnica de Fuzzy-Vikor. O Proyecto de Via Elevada de Barapulla foi considerado o mais sustentable em comparación com o Proyecto Signature Bridge em términos de vários indicadores identificados durante o estudio. Em geral, os objetivos de fornecer recursos sustentables son os de encontrar um equilíbrio entre o que é importante para a comunidade, para o ambiente natural e é economicamente sólido. Durante o estudio, percebe-se que o social, o económico e o ambiental son os parámetros establecidos de sustentabilidad para os países desarrollados enquanto outras questões como governança, parámetros técnicos e Ingeniería interna también desempenham un papel fundamental para economias em desarrollo como a Índia.
Palabras clave: sustentabilidad; Fuzzy-Vikor; governança; parámetros técnicos; ingeniería interna
Two iconic bridge projects over river Yamuna in Delhi under construction have been evaluated from sustainability criteria using Fuzzy-Vikor technique. The Barapulla elevated road project was more found to be more sustainable in comparison to the Signature bridge project in terms of various indicators identified during the study. In general, the goals of providing sustainable features are finding a balance between what is important to the community, to the natural environment and is economically sound. During the study, it was verified that social, economic and environmental are the established parameters of sustainability for developed countries only whereas other issues like governance, technical parameters and inner engineering also play a key role for developing economies like India.
Keywords: sustainability; Fuzzy-Vikor; governance; technical parameters; inner engineering
1. INTRODUÇÃO
A ideia de sustentabilidade tem sido aceita como uma necessidade mundial e é mais comumente entendida como "melhoria que aborda as questões do presente sem afetar a capacidade de eras futuras para resolver seus próprios problemas”. Esta ideia permeou todos os setores da Engenharia, envolvendo a construção de estruturas de transporte.
O objetivo desta pesquisa começa com a representação do pensamento eminente sobre o que constitui a sustentabilidade da estrutura de transporte em meio ao desenvolvimento e como executá-lo. Além disso, o estudo identifica alguns dos principais problemas de sustentabilidade do sistema de transporte através da sua construção em cidades metropolitanas como Deli. Nesta pesquisa, os indicadores de sustentabilidade da via de transporte através do desenvolvimento em um domínio urbano foram notados e destacados. A pesquisa foi realizada sobre a Signature Bridge, que está sendo construída no rio Yamuna pelo DTTDC (Deli Corporação de Desenvolvimento de Turismo e Transportes Ltd.) e Barapulla Elevated Corridor, projeto sendo construído pelo PWD (Departamento de Obras Públicas). O estudo desta pesquisa foi feita ambos os locais durante os respectivos períodos de construção, e verificou-se que a sustentabilidade destes corredores (vias) de transporte, durante a fase de desenvolvimento, não é limitada a apenas três pilares, mas que na realidade, é muito além disso. Finalmente, o ponto central deste estudo reside em mostrar uma correlação entre os dois locais de construção mencionados por duas organizações governamentais, isto é PWD e DTTDC, em um ambiente urbano idêntico, utilizando a estratégia Fuzzy rationale para avaliar a sustentabilidade levando em conta a percepção dos apontadores de sustentabilidade utilizando informações coletadas através de diferentes revisões (forma de pesquisa) dos especialistas de campo e da população em geral (moradores/ suburbanos). Este trabalho de pesquisa obtém a sua motivação e orientação a partir de um projeto semelhante realizado por Shishir Bansal et al. "Indicadores de Sustentabilidade de um Corredor de Transporte durante a Construção em Ambiente Urbano".
Este estudo baseia-se na aplicação do método fuzzy. A lógica fuzzy é referida como uma maneira de "raciocínio com incerteza." Oferece um sistema todo caracterizado para controlar a informação duvidosa e não completamente caracterizada. Assim que seja encontrada uma incerteza na informação, a teoria fuzzy fornece um mecanismo para representar a construção linguística como "muitos", "baixo", "médio", "frequentes", "poucos". Noções como altas ou rápidas podem ser calculadas numericamente e preparadas com um objetivo final específico para aplicar uma mentalidade mais humana na programação. Como regra geral, o raciocínio fuzzy fornece uma estrutura lógica que capacita adequadamente o pensamento humano.
2. SELEÇÃO DO TERRENO
Duas pontes emblemáticas de Delhi que são a Signature Bridge e o viaduto elevado Barapulla foram levados em consideração para a análise de sustentabilidade.
SIGNATURE BRIDGE EM WAZIRABAD: O projeto da Signature bridge ou o projeto da ponte de Wazirabad é um projeto importante e de amplitude internacional. A ponte sobre o rio Yamuna consiste em uma ponte principal que liga a região oeste com a região, criando um destino turístico de acesso às ricas regiões citadas.
BARAPULLA ELEVATED ROAD CORRIDOR: O projeto de rodovia elevada sobre Barapulla Nallah é um corredor que liga o Leste ao Sul de Délhi. O projeto foi concebido em três fases com localizações nodais como Mayur Vihar ao leste de Delhi e Aurobindo Marg ao sul de Delhi, com conexões intermediárias como Sarai Kale Khan e Jawahar Lal Nehru Stadium.
Foi encontrado que ambos os projetos têm semelhanças impressionantes, o que levou à formação de um território comum para a comparação imparcial da sustentabilidade. As semelhanças acima mencionadas são as seguintes:
Ambos os projetos são emblemáticos: Signature Bridge é uma ponte estaiada assimétrica com vão principal de 251m, enquanto a Ponte sobre o rio Yamuna, em Barapulla Fase III é ponte com multi-vãos de 120m. Em ambos os casos, o deck é suportado por cabos.
Ambos os projetos são concebidos com novos conceitos modernos
Ambos os projetos são realizados em fases que foram progressivamente abertas para uso público
Ambos os projetos foram construídos no mesmo período, ou seja, suas obras começam antes dos XIX Jogos da Commonwealth de 2010
Ambos os projetos se destacam pelo uso de novas e altas tecnologias de construção. Foram adotadas construções por balanços sucessivos em ambos os projetos.
Ambos os projetos têm suas porções principais construídas fora das partes urbanas da cidade e geraram menos perturbação para o público. A vida normal não foi impedida de qualquer maneira.
3. METODOLOGIA APROVADA PARA A PESQUISA
Foi seguido, nesta pesquisa, o procedimento abaixo para identificar os indicadores de sustentabilidade.
Seleção de uma via aérea em construção e definição dos critérios de infraestrutura para essa via.
Estabelecer categorias de indicadores de desenvolvimento de sustentabilidade
Identificação de indicadores de sustentabilidade
Compilação de um formulário que inclua indicadores de sustentabilidade e colunas para avaliação
Atribuir classificações quantitativas e qualitativas aos indicadores reconhecidos, fornecendo avaliações das opiniões dos especialistas.
Primeiro, o levantamento preliminar dos locais selecionados foi realizado em diferentes momentos durante o dia e noite. O objetivo principal era identificar certas questões que impedem a circulação suave do tráfego e também as que são problemáticas na execução e proteção do projeto em curso. A lista de 43 dessas questões foi desenvolvida e depois foram classificadas em seis categorias e cada categoria é definida como Indicadores de Sustentabilidade. Para um ambiente urbano e uma cidade em desenvolvimento como Nova Délhi, o Conceito de linha de base tripla da sustentabilidade não se encaixa. Exige extensão para acomodar as condições locais. Assim, o conceito de linha de base tripla é estendido a seis indicadores gerais de sustentabilidade. Com base na classificação destes indicadores, foi elaborado um questionário e foi obtida a opinião de especialistas nestas áreas do CRRI, PWD, BRO, Consultores, RITES etc. e com o parecer dos especialistas, a classificação destes indicadores foi atribuída com base na metodologia Fuzzy.
Com base na teoria de Fuzzy, as classificações foram atribuídas a estes 43 indicadores, conforme refletido na Tabela 1. Em estágios posteriores, foi realizado um levantamento com usuários e residentes próximos para avaliar as medidas adotadas pelo cliente e pela agência de construção sob a forma de questionário com classificação com escala de 0 a 9. Onde 9 significava melhores arranjos e 0 significa menos arranjos causando o inconveniente máximo.
4. LÓGICA FUZZY
4.1Preliminares da Teoria dos Conjuntos Fuzzy
Algumas definições relacionadas da teoria do conjunto fuzzy (Buckley 1985, Dubois e Prade, 1987, Kaufmann e Gupta, 1991, Klir e Yuan, 1995, Pedrycz, 1994, Zadeh, 1965) e Zimmermann (2001) são apresentadas como se segue.
4.1.1 Definição 1
Um conjunto fuzzy ã num universo de discurso X é caracterizado por uma função de associação μã (x) que mapeia cada elemento x em X para um número real no intervalo [0, 1]. O valor de função μã (x) é denominado grau de associação de x em ã (Kaufmann e Gupta, 1991). Quanto mais próximo o valor de μã (x) for para a unidade, maior será o grau de adesão de x em ã.
4.1.2 Definição 2
Um número triangular fuzzy (Fig. 1) é representado como um tripleto ã = (a1, a2, a3). Devido à sua simplicidade conceitual e computacional, os números difusos triangulares são muito utilizados em aplicações práticas (Klir e Yuan, 1995; Pedrycz, 1994). A função de associação do número fuzzy triangular é dada por: μã(x) = 0, x ≤ a1, μã(x) = (x-a1)/(a2-a1), para a1 < x ≤ a2 e μã(x) = (a3-x)/(a3-a2) para a2 < x ≤ a3) e finalmente μã(x) =0, for x> a3, onde a1, a2, a3 são números reais e a1 < a2 < a3. O valor de x em a2 dá a nota máxima de μã(x), ou seja, μã (x) = 1; É o valor mais provável dos dados de avaliação. O valor de x em a1 dá a nota mínima de μã (x) ou seja, μã (x) = 0; É o valor menos provável dos dados de avaliação. Quanto mais estreito o intervalo [a1, a3], menor a nitidez dos dados de avaliação.
4.2 Variáveis linguísticas e teoria dos conjuntos fuzzy
Na teoria do conjunto fuzzy, as escalas de conversão são usadas para transformar os termos qualitativos em números fuzzy. Uma escala de 0-9 é usada para classificar os critérios e as alternativas. A Tabela 2 representa os esquemas de conversão para as classificações qualitativas, alternativas e de critérios.
4.3 Método VIKOR
Em 1998 foi desenvolvido pelo Opricovic o método VIKOR (Vlse kriterijumska Optimizacija IKompromisno Resenje) para a otimização dos multicritérios dos sistemas complexos. O método VIKOR se concentra em classificar e classificar um conjunto de alternativas contra vários critérios de decisão assumindo que comprometer é adequado apenas para resolver conflitos. Assim como alguns outros métodos MCDM como TOPSIS, VIKOR depende de uma função de agregação que significa proximidade com o ideal, mas ao contrário do TOPSIS, introduz o índice de classificação com base nas medidas particulares de proximidade com as soluções ideais e, portanto, este método utiliza a normalização linear para eliminar unidades de funções de critério (Opricovic & Tzeng, 2004).
A estratégia VIKOR foi introduzida como um método apropriado para atualizar dentro da questão MCDM e foi produzida como uma escolha multicritérios para fazer um procedimento para resolver uma decisão discreta para um problema com critérios não comensuráveis e conflitantes. Este método centra-se na classificação e seleção de um conjunto de alternativas e avalia a solução de compromisso para um problema dentro de critérios conflitantes, o que pode ajudar os tomadores de decisão a chegar a uma solução final. A medida multicritério para barganhar posicionamento é produzida a partir da métrica LP utilizada como capacidade de totalização como parte de um método de programação de trade off.
Assumindo que cada alternativa é avaliada de acordo com cada função de critério, a classificação de compromisso poderia ser realizada comparando a medida de proximidade com a alternativa ideal. As várias m alternativas são indicadas como A1, A2, ... Am. Para a alternativa Ai, a classificação do j-ésimo aspecto é denotada por fij (i = 1,2, ..., m, j = 1,2, ... n), ou seja, fij é o valor da função do j-ésimo critério para a alternativa Ai, n é o número de critérios.
O algoritmo de classificação de compromisso do método VIKOR tem as seguintes etapas:
Passo 1: Atribuir classificações a vários terrenos e critérios alternativos por tomadores de decisão (K Nos.) E especialistas (L Nos.)
Tomemos um conjunto de m locais alternativos chamados A = {A1, A2,., Am} que precisamos avaliar contra um conjunto de n critérios, que é C = {C1, C2,., Cn}.
-
Os pesos dos critérios avaliados pelos especialistas são representados por wj onde (j = 1,2,
.., n). A classificação de cada especialista El (l = 1,2, ..., L) para cada critério Cj (j = 1,2,
.., n) é indicada por:
(ajl, bjl, cjl), onde j = 1, 2, ..., n; 1 = 1,2, ..., L;
-
As classificações de desempenho do tomador de decisão Dk (k = 1,2, ..., K) para cada
alternativa Ai (i = 1,2, .., m) de acordo com os critérios Cj (j = 1,2 ,. ., N) são indicados por:
(aijk, bijk, cijk), onde j = 1, 2, ..., n; i = 1, ..., m; k = 1, 2, .., K
Passo 2: Calcular as classificações agregadas de nitidez (wj) para cada critério por especialistas e Dk correspondentes a cada critério de alternativas e critérios.
Os pesos fuzzy agregados (wij) correspondentes a cada critério são calculados como wj = (wj1; wj2; wj3) onde
Classificação Crisp wj = (wj1 + 4*wj2 + wj3)/6
Da mesma forma, a classificação difusa agregada para cada um dos terrenos m alternativos é calculada.
Rk = (ak, bk, ck), onde k = 1,2, ..., K, então a classificação difusa agregada é definida por R = (a, b, c), k = 1,2, ... , K onde;
Passo 3: Para calcular a matriz de decisão fuzzy para 'K' tomadores de decisão, 'm' locais alternativos e 'n' número de critérios
A matriz de decisão fuzzy (D) para os critérios (Cj) e as alternativas (Ai) é construída como segue:
Passo 4: defuzzificar os elementos da matriz de decisão fuzzy correspondente às alternativas e os pesos dos critérios em valores nítidos.
Um número fuzzy ã = (a1, a2, a3) pode ser convertido em um número nítido a empregando a seguinte equação:
Passo 5: Determinar os melhores e piores valores da classificação dos critérios onde fj* é melhor e valores fj- é o pior valor
Passo 6: Para calcular os valores de Si e Ri utilizando as equações apresentadas abaixo
Passo 7: Para calcular os valores de Qi usando
Onde S* = Si mínimo, S- = Si máximo, R* = Ri mínimo e R- = Ri máximo e v é o peso para a estratégia de utilidade máxima de grupo e aqui é tomado como 0,5
Etapa 8: Classificar as alternativas classificando os valores Q, R e S em ordem crescente.
Passo 9: Propor uma solução de compromisso para a alternativa (A (1)) que é o melhor classificado pela medida Q (mínimo) se as duas condições seguintes forem satisfeitas.
C1: Vantagem aceitável
Onde A(2) é a alternativa que ocupa a segunda posição na lista de classificação de acordo com Q e
C2: Estabilidade aceitável na tomada de decisões
A alternativa A(1) também deve ser a melhor classificada por R ou/e S. A solução de liquidação é estável somente dentro de um processo de tomada de decisão específico, e essa poderia ser a estratégia de utilidade máxima do grupo (quando v> 0,5 é necessária), Ou - por consenso quando v = 0,5, ou - com veto ie (v <0,5). Se uma das condições acima não for satisfeita, então um conjunto de soluções de assentamento é proposto, que consiste em:
Alternativas A (1) e A (2) se apenas a condição C2 não for satisfeita Ou
Alternativas A (1), A (2), ... A (M) se a condição C1 não for satisfeita;
A (M) é determinada pela relação
Q (A (M)) - Q (A (1)) <DQ para M máximo (a posição destas alternativas está na proximidade).
5. APLICAÇÃO NUMÉRICA DA LÓGICA FUZZY
Nesta seção, a avaliação da sustentabilidade dos dois corredores de transporte como locais alternativos, nomeadamente A1 e A2, em Delhi, em construção, foi realizada usando a técnica Fuzzy VIKOR. Estes locais do projeto são o corredor elevado de Barapulla (A1) construído pelo PWD e a Signature Bridge (A2) construída pelo DTTDC.
Foi formado um comitê de 10 especialistas (E1, E2 ... E10) para obter as classificações qualitativas dos critérios e das alternativas.
As classificações qualitativas em números triangulares fuzzy e, em seguida, geradas classificações agregadas usando a equação (1). A tabela a seguir apresenta a matriz de decisão fuzzy agregada para os dois locais alternativos.
Gerar classificações agregadas de nitidez para ambos os locais alternativos usando a equação (4). Com base nestes valores, calcularemos os melhores fj * e os piores valores fj de todos os 43 critérios usando a equação (5)
A tabela a seguir apresenta os valores de Si, Ri e Qi para as duas alternativas calculadas pelas equações (6) - (8). Os valores de S* = 0,736, S- = 5,76, R* = 0,163, R- = 0,188 são calculados utilizando a equação (9).
A Tabela 6 classifica as duas alternativas, classificando os valores de Si, Ri e Qi obtidos da Tabela 5 em ordem ascendente. Pode ser observado a partir dos resultados acima apresentados na Tabela 6 que o terreno 1 que é Corredor Elevado de Barapulla pela PWD é o melhor classificado pela medida de menor valor de Qi. Portanto, agora será analisado para as duas condições dadas que foram discutidas anteriormente.
1):C1: vantagem aceitável, isto é, equação 9
Utilizando a equação 9 DQ = 1/43-1 = 1/42 = 0,0238.
Agora, para satisfazer a condição Q (A (2)) - Q (A (1)) ≥ DQ, onde A (1)) é o melhor classificado pela medida Q (mínimo) e no nosso caso é A1
Temos
Q (A2) - Q (A1) = 1 - 0 = 1> 0,0238, portanto, a condição QA (1) - QA (2) ≥ DQ é satisfeita.
2).C2: Estabilidade aceitável na tomada de decisão usando a equação 10
Uma vez que o terreno A1 é melhor classificado por Si e Ri (considerando o - "por consenso regra v = 0,5"), portanto, é declarado como um corredor mais sustentável.
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 Resultados
A técnica Fuzzy VIKOR foi aplicada para avaliação de sustentabilidade de dois corredores (vias aéreas) de transporte principais em construção, isto é, (A1, A2), na cidade de Nova Déli. Esses projetos foram o Corredor Elevado de Barapulla sendo construído por PWD (A1) e Ponte de Assinatura construída pela DTTDC (A2). Os resultados finais após a aplicação numérica do método Fuzzy VIKOR mostram que o terreno A1, isto é, o Corredor Elevado de Barapulla que está sendo construído pelo PWD, é considerado mais sustentável nas condições dadas e os indicadores de sustentabilidade escolhidos.
6.2 Discussões
A metodologia de cinco etapas definida nesta pesquisa pode ser usada para qualquer corredor de transporte para desenvolver indicadores de sustentabilidade. Os cinco passos são
Seleção de um corredor em construção e definição dos critérios de infraestrutura para o corredor
Desenvolvimento das categorias de indicadores de sustentabilidade
Identificação dos indicadores de sustentabilidade
Compilação de um formulário que inclua indicadores de sustentabilidade e colunas correspondentes para avaliação
Atribuir as classificações quantitativas e qualitativas aos indicadores reconhecidos, fornecendo as classificações das opiniões dos especialistas de campo
Cada uma dessas etapas pode ser aplicada para avaliar um corredor de transporte sustentável em construção em um ambiente urbano. Este processo começou com o requisito para a categorização da sustentabilidade de três pilares existentes, ou seja, aspectos econômicos, sociais e ambientais e se destacou com o desenvolvimento de três categorias mais vitais, ou seja, Governança, Técnica e Engenharia Interna. Em fases posteriores, os parâmetros / indicadores individuais destas 6 categorias de sustentabilidade foram reconhecidos visitando os corredores em construção e consulta com os especialistas de campo. Finalmente, o processo foi concluído com a compilação de um formulário que fornece avaliações qualitativas e quantitativas a cada indicador de sustentabilidade identificado pelos especialistas.
7. CONCLUSÕES
As seguintes conclusões são extraídas do estudo acima:
Através deste estudo de pesquisa foi definido que a sustentabilidade não é apenas baseada em três parâmetros, mas também dependem de vários outros indicadores que foram identificados neste estudo.
Diversos Indicadores de Sustentabilidade através da fase de construção foram identificados para um corredor (via) de transporte elevado e, portanto, são classificados em várias categorias como as abrangidas nesta pesquisa.
Os três pilares da sustentabilidade, a saber, sociais, econômicos e ambientais, são viáveis apenas para os países desenvolvidos, enquanto que em economias em desenvolvimento como a Índia, onde vários outros fatores, como o aumento exponencial da população etc., entram em jogo a necessidade de introduzir parâmetros adicionais.
O estudo comparativo de 2 corredores (vias) de transporte emblemáticas e em construção, o Corredor Elevado de Barapulla sendo construído por PWD (A1) e Signature Bridge construída pela DTTDC (A2) definiu uma metodologia para futuros estudos de sustentabilidade
Os resultados deste estudo mostraram também que o corredor elevado de Barapulla é mais sustentável em comparação com a Signature Bridge.
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Recebido: 18 de Outubro de 2016; Aceito: 19 de Dezembro de 2016
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